貞觀八年（即公元634年），吐谷渾允伏采納了權(quán)臣天柱王的謀劃，襲擊廓州（即今青?；∥髂希?，這使得通往西域的絲綢之路遭受到威脅，不久吐谷渾國控制了絲路咽喉河西走廊地區(qū)，李世民遣左驍衛(wèi)大將軍段志玄率軍擊之，但吐谷渾允伏并不與其作戰(zhàn)，率族人遠遁逃跑，待唐軍撤軍又回故地，繼續(xù)派兵侵擾涼州（今甘肅武威）。
大唐貞觀九年（即公元635年），面對吐谷渾允伏的一再挑釁，唐太宗李世民盛怒之下，起用已經(jīng)還鄉(xiāng)的右仆射李靖為大將軍、西海道行軍大總管，統(tǒng)領(lǐng)兵部尚書侯君集、刑部尚書李道宗、涼州都督李大亮、岷州都督李道彥、利州刺史高甑生等諸道行軍總管，并聯(lián)合歸附大唐的東突厥及契苾何力軍團攻打吐谷渾。
唐軍從六路進軍，允伏聽從天柱王的建議采用逐一擊破的對策，他首先選定的是唐六路軍中實力最為薄弱的刑部尚書李道宗部。
公元635年閏四月初八，李道宗部與庫山（今青海湖東南）與吐谷渾軍相遇，李道宗部相對薄弱初次作戰(zhàn)，交戰(zhàn)不利。更何況大唐初年兵馬匱乏，騎兵稀少，用步兵與馳騁草原的吐谷渾軍隊作戰(zhàn)，乃是兵家大忌。正與李道宗犯愁之際，東突厥救援騎兵殺到，李道宗讓東突厥部隊隱藏在庫山山后，帶兩軍作戰(zhàn)之時，從山后殺出，打吐谷渾軍一個兩面夾擊，措手不及。吐谷渾允伏與唐軍交戰(zhàn)，果然中計，軍隊大敗。
允伏急忙撤軍，并且在撤軍時放火燒盡野草，輕兵入磧。此時唐軍師次鄯州，李靖議所向，唐軍將領(lǐng)皆認為馬無草瘦、疲，不可深入擊之。唯有侯君集認為：“王師已至，而賊不走險，天贊我也。若以精兵掩不備，彼不我虞，必有大利。若遁岨山谷，克之實難。”
李靖采納了侯君集的建議，分兵兩路，追擊吐谷渾軍。李靖本人率領(lǐng)李大亮等親自由北路晉軍切斷他通往祁連山的退路，并且迂回至吐谷渾國都伏俟城（即青海湖西），侯君集、李道宗等人由南追擊南逃的吐谷渾軍。
李靖所率領(lǐng)軍隊驍勇無敵，先后在曼頭山、牛心堆（今青海湖地區(qū)）連續(xù)擊敗由吐谷渾國各路親王所統(tǒng)領(lǐng)的吐谷渾軍隊，斬殺其親王數(shù)十人。南路侯君集部隊，極速追擊，穿越兩千余里的無人之境，于烏海（今青?？嗪＃┐笃圃史妶F，允伏率領(lǐng)余繼續(xù)逃竄。
唐軍南北兩路會師，李靖統(tǒng)領(lǐng)諸軍由經(jīng)過積石山（今青海阿尼瑪卿山）河源（黃河源）追擊至且末（今XJ且末）。契苾何力通過與游牧人打探，得知吐谷渾允伏現(xiàn)已逃至圖倫磧（今XJ且末以西），將要逃竄到闐。李靖隨即下令，輕裝直入，在圖倫磧襲擊了吐谷渾允伏的營帳，殲滅允伏親衛(wèi)軍數(shù)千人，俘虜數(shù)千人。允伏僥幸再度出逃，與黃河源區(qū)域，被部眾所殺（也有人說允伏是自掛東南枝，或者在亂軍中被殺死）。此戰(zhàn)李靖窮追猛打、分兵合擊，擊敗了吐谷渾軍，保障了唐絲綢之路的暢通，同時亦保障了唐隴西右道的安全。
唐詩人王昌齡曾從軍作詩贊揚這場戰(zhàn)役：
從軍行七首
烽火城西百尺樓，黃昏獨上海風(fēng)秋。
更吹羌笛關(guān)山月，無那金閨萬里愁。
琵琶起舞換新聲，總是關(guān)山舊別情。
撩亂邊愁聽不盡，高高秋月照長城。
關(guān)城榆葉早疏黃，日暮云沙古戰(zhàn)場。
表請回軍掩塵骨，莫教兵士哭龍荒。
青海長云暗雪山，孤城遙望玉門關(guān)。
黃沙百戰(zhàn)穿金甲，不破樓蘭終不還。
大漠風(fēng)塵日色昏，紅旗半卷出轅門。
前軍夜戰(zhàn)洮河北，已報生擒吐谷渾。
胡瓶落膊紫薄汗，碎葉城西秋月團。
明敕星馳封寶劍，辭君一夜取樓蘭。
玉門山嶂幾千重，山北山南總是烽。
人依遠戍須看火，馬踏深山不見蹤。
吐谷渾允伏之子吐谷渾順斬殺當(dāng)時的權(quán)臣天柱王，率吐谷渾國人歸順大唐。唐太宗封其為可汗、西平郡王。但是吐谷渾順在中原生活太久，手下眾將不服，吐谷渾國產(chǎn)生了分裂，分裂為東西兩部。吐谷渾國于貞觀八年（即公元634年）受到來自吐蕃的松贊干布與羊同進攻，此時又受到唐軍的進攻，西部由吐谷渾允伏子吐谷渾達延芒結(jié)波率領(lǐng)，居于鄯，迫于無奈，降服于吐蕃；東部由吐谷渾順率領(lǐng)，居于伏俟城，但是待唐軍撤退后，吐谷渾順就被手下殺害了。
吐谷渾順死后，他的兒子吐谷渾諾曷缽繼位，唐朝懼怕吐谷渾再出內(nèi)亂，舉兵聲援他，封他為河源郡王，號烏地也拔勒豆可汗。