唐武德五年六月，吐谷渾發兵侵擾唐邊，唐岷州總管李長卿將其擊敗。此后，吐谷渾軍多次襲擾唐西北邊境，敗多勝少。武德九年八月，吐谷渾遣使通好言和。

唐太宗李世民即位后，伏允遣使朝賀，但使者尚未返回，吐谷渾軍即于貞觀二年正月侵擾岷州(治溢樂，今甘肅岷縣)。

貞觀六年三月，吐谷渾寇蘭州，州兵擊走之。

貞觀八年初，吐谷渾可汗伏允遣使到長安入貢，還未返回，即遣兵大掠鄯州而去。李世民派遣使者召伏允入朝，僅允稱疾不至，仍為其子尊王求婚；李世民允，令其親迎，尊王又不至，乃絕婚。

伏允年老，信其臣天柱王之謀，數次犯邊；又扣住唐使者趙德楷，李世民遣使諭之，十次才放還；又引吐谷渾使者，臨軒親諭以禍福，伏允終無悛心。

貞觀八年五月，伏允遣兵寇擾蘭、廓(治化隆，今青海化隆西南)二州，李世民遣左驍衛大將軍段志玄率邊兵及契菇、黨項之眾進攻吐谷渾。七月，唐軍大敗吐谷渾，乘勝追擊800余里，在距青海湖30里地時，段志玄遲疑不敢進，吐谷渾人乘機驅趕青海牧馬倉皇而逃。

段志玄班師后，吐谷渾尾隨而至，十一月寇擾涼州(治姑臧，今甘肅武威)。唐太宗大為震怒，乃起用已致仕的右仆射李靖為西海道行軍大總管，統帥兵部尚書、積石道行軍總管侯君集、刑部尚書任城王、鄯善道行軍總管李道宗、涼州都督、且末道行軍總管李大亮、岷州都督、赤水道行軍總管李道彥、利州刺史鹽澤道行軍總管高甑生和歸唐的突厥執失思力及契苾何力等軍進擊吐谷渾。

貞觀九年閏四月初八，李道宗在庫山(今青海湖東南)擊敗吐谷渾軍。伏允燒盡野草，輕兵入磧。唐軍諸將認為，馬無糧草，已很疲弱，不可輕易深入。唯獨侯君集主張吸取段志玄的教訓，應乘其初敗，人心離散之機，窮迫不舍，一舉將其擊滅。李靖采納其意見，分兵兩路追擊，親率李大亮、薛萬均等部由北路至伏俟城；侯君集、李道宗等部由南路追截南逃的吐谷渾軍。

二十三日，李靖部將薛孤兒在曼頭山(今青海共和西南一帶)大敗吐谷渾軍，斬其首領，俘獲大批牲畜。二十八日，李靖率軍在牛心堆(今青海西寧西南)擊敗吐谷渾軍，接著又在赤水源(今青海興海東南)再次獲勝，共俘斬名王數十人。薛萬均兄弟突軍冒進，遭吐谷渾軍隊的埋伏，在左領軍將軍契苾何力的救援下突出重圍，與何力率領的軍隊會合向北突擊，擊潰天柱王的軍隊。

南路唐軍在沓無人煙地區行軍2000余里，途經無水無草的破羅真谷(在今青海都蘭東南一帶)時，只能“人齔冰、馬瞰雪”，于五月間在烏海(今青海苦海)追上伏允，大破其眾，俘其名王驍將。伏允向西敗走，準備渡突倫川(又稱圖倫磧，今新疆塔克拉瑪干沙漠)，投奔于闐。李靖督諸軍，經積石山(今青海阿尼瑪卿山)河源(黃河源)迫至且末(今屬新疆)。李靖部將契苾何力聞伏允逃至突倫川，遂率驍騎干余追擊，因沙漠無水，將士皆剌馬飲血，終于追上伏允，襲擊其牙帳，殲數干人，繳獲甚眾，伏允僥幸脫逃，后在走投無路的絕境中自縊身亡。侯君集率部進逾星宿川(即今青海黃河上源星宿海)，至柏海(今青海鄂陵湖和扎陵湖)與李靖軍合師。伏允之子大寧王慕容順斬天柱王，率部歸唐，被封為可汗、西平郡王，吐谷渾成為唐朝屬國。

唐擊吐谷渾之戰的路線，無論是兩唐書還是《資治通鑒，及《冊府元龜，諸書記載都不一樣，很多還是自相矛盾的

本書所寫的出征年份，及行軍路線，都是與歷史記載的有些差異