四月初八，李道宗在库山（又名嶂山，在今青海西宁湟源县西南日月山一带）击败吐谷浑，直逼其国都伏俟城。
慕容伏允再次使出保命绝招，一把火烧毁都城附近野草，退入大漠深处。
李靖召集众将商议，众将大多认为“野草已被焚毁，战马无草可食，不可深入。”
侯君集提出异议，认为：“当初段志玄击败吐谷浑撤军返回，才到鄯州（青海海东市乐都区），吐谷浑就已兵临城下，原因就是他们主力未受损失，仍然听从指挥。这次一战而败，他们如同鼠奔鸟散，连个斥候也没留下，我们现在乘势攻取，就像拾取草芥那样简单。这种机会如果不去利用，将来一定后悔。”
李靖采纳了侯君集意见，迅速调整部署，将部众分为南、北两路，分别向吐谷浑纵深穿插追击。
其中，北路军由李靖、薛万均、李大亮指挥，追歼吐谷浑北部之敌；南路军由侯君集、李道宗统率，追歼吐谷浑南部纵深之敌。
四月二十三日，北路军在曼头山（青海共和县西南）追上并歼灭吐谷浑一部，缴获大量牲畜，充作将士口粮，解决了后勤补给难题；二十八日，又接连在牛心堆（也叫牛心山，在青海湟中县东南，南川河西）、赤水源（黄河上游在青藏高原上的重要节点，位青海省共和县南曲沟）打败吐谷浑。
赤水源一战中，赤水道行军总管、岷州刺史李道彦延误战机，没有按时到达。薛万均、薛万彻兄弟轻骑突进，被吐谷浑大军包围，一番惨烈搏杀，跟随他们的唐军损失大半，两人也身中枪伤、战马倒毙，但仍奋勇持刃步战不休。
危急关头，左领军将军、原突厥将领契苾何力率数百骑兵赶到，犹如利刃般插入敌阵。薛氏兄弟见状，指挥所部拼死反击。在大唐精锐府兵和突厥骑兵的共同夹击下，吐谷浑大败，被杀得尸横遍野，鲜血染红了赤水源。
北路军将领李大亮、执失思力也分别于蜀浑山（青海共和县西）、居茹川（青海共和县西北柴集河）一带击败吐谷浑，擒获其部落酋长二十余人。
在唐军痛击下，吐谷浑北部主力遭到毁灭性打击，残部向西撤离。李靖尾随在后穷追不舍，一路扫荡至吐谷浑西境且末。
北路军高歌猛进，南路军也不甘势弱。他们在侯君集、李道宗带领下，绕过青海湖向青藏高原腹地挺进，深入无人区两千余里。
当时虽值盛夏，但青藏高原却四处冰封、白雪皑皑。
唐军行至破逻真谷（青海海西都兰县东南），携行水源告罄，又无水可饮，只得人吃冰、马啃雪，克服高原反应，继续向前追击。终于在乌海（青海玛多县东北）追上慕容伏允，在悍不畏死的唐军面前，吐谷浑早已丧失斗志，一经接触就被打得溃散而逃。
唐军继续追击，从星宿川（即星宿海，今青海玛多县境内）追至柏海（青海省玛多县西部黄河上源的鄂陵湖、扎陵湖），这才收军返回。
李靖在且末得到消息，听说慕容伏允逃到了突伦川（塔克拉玛干沙漠南缘），将要奔向于阗（新疆和田市）。契苾何力请求率军追击，薛万均因上次被围险些丧命，坚持认为不妥。
契苾何力说：“吐谷浑同我们一样逐水草而居，没有固定住所，如不趁他聚集时发起进攻，一旦让其散去，就再也找不到他们巢穴了！”
于是亲自挑选千余精锐前行，薛万均率军随后跟进。
沙漠无水可饮，唐军将士刺伤战马饮血止渴。到达突伦川，在大漠边缘发现了慕容伏允营帐，唐军随即发起冲击，当即斩首数千级，缴获各类牲畜二十余万，慕容伏允扔下老婆孩子，仅带少数亲信逃脱，十多天后在逃亡途中被部下所杀。
慕容伏允嫡长子慕容顺，曾作为质子跟随隋炀帝，后被唐高祖李渊送回吐谷浑，一直郁郁不得志。李靖击破吐谷浑，国人穷蹙交迫，怨恨天柱王挑唆慕容伏允。慕容顺因循众人心意，斩杀天柱王，向大唐请降。
五月十八日，李靖向朝廷报捷，荡平吐谷浑！
五月二十一日，太宗颁诏，任命慕容顺为西平郡王、吐谷浑可汗。考虑到他回国不久难以服众，着令李大亮统率数千精兵屯驻，为其声援。
至此，大唐与吐谷浑之战圆满收官！
这是大唐建国以来发动的第二次对外灭国之战，从唐军整体表现看，堪称完美！指挥调度有方，三军将士用命，特别是首次开创了中原王朝军队深入青藏高原腹地作战的壮举。
诗人王昌龄在其着作《从军行》中，形象描述了这场战争：
“大漠风尘日色昏，红旗半卷出辕门。
前军夜战洮河北，已报生擒吐谷浑。”
当然，受限于当时的科技条件和通联手段，在陌生地域组织如此大规模的战役，也不可避免的出现了一些贻误军机、争功诿过的问题。
比如赤水道行军总管李道彦，从驻地岷州（甘肃定西岷县）机动至阔水（四川若尔盖县西）时，擅自劫掠当地党项部落牛羊，引发众怒。被党项酋长拓跋辞来率部在野狐峡（四川若尔盖县境内）打得大败，致使数万唐军被杀，李道彦退入利州（四川广元）固守，没能如期赶赴赤水（位青海省共和县南曲沟），导致薛万均兄弟险些丧命。
再比如太宗遣使犒劳前方将领，薛万均却在使者面前诋毁救命恩人契苾何力，声称赤水之战都是自己功劳。契苾何力愤怒之下拔刀欲杀薛万均，被众将劝阻。太宗听闻此事，责备契苾何力，契苾何力将实情奏告。太宗大怒，下令解除薛万均官职授予契苾何力。
契苾何力辞谢说：“陛下因为臣的原因解除薛万均官职，朝中胡人会以为陛下重胡轻汉，且会因此轻视汉将，不利于团结。”太宗没料到契苾何力作为一个新近归附的突厥将领，会有如此高的胸襟与觉悟，不禁大喜过望，令其护卫皇宫北门，并将皇室宗亲临洮县主下嫁给他。
还有盐泽道行军总管高甑生，因未按期到达指定地域，被李靖追究审查。他不但不思悔改，反而心生怨恨诬告李靖谋反，亏了那时大唐风清气正，才没让他阴谋得逞。
李道彦、高甑生均被判处死刑，因功免死，流放边防戍边赎罪。薛万均作战有功，且得到契苾何力谅解，未受处理。但其争功诿功、高调张扬的做法却为时人所不耻，终在贞观十五年（641年）时被人弹劾坐罪入狱，忧愤而死。
高甑生曾是太宗当秦王时的宿将，打仗异常骁勇，很得太宗赏识。朝臣为高甑生求情，太宗说“甑生不听李靖指挥，还诬告人家谋反，如果这都能赦免，国法何在！而且从晋阳起兵算起，有功之臣太多了，宽恕了甑生，还怎么禁止他人犯法！我不会忘记旧日功臣，所以更加不敢宽恕，以防他们恃功而骄、自取灭亡！”
【04】散落尘烟，惟留惋叹
十一月，由大唐所立吐谷浑可汗慕容顺不被国人认可，任职未满半年，就被部下所杀。其子年仅十一岁的燕王慕容诺曷钵继任，因年龄幼小，无法驾驭群臣，国内大乱。
十二月，太宗诏令兵部尚书侯君集派兵镇抚。在大唐的支持下，慕容诺曷钵勉强站稳了脚跟，还迎娶了大唐的弘化公主，成为大唐属国。
新兴王朝吐蕃崛起后不断向北扩张，于唐高宗龙翔三年（663年）消灭了吐谷浑，占据了其故土。慕容诺曷钵被迫与弘化公主迁入大唐，吐谷浑自此彻底消解于民族的大融合中。
吐谷浑作为一个比大唐早问世三百多年的地区强国，生于乱世却亡于盛世，慕容伏允有着不可推卸的责任。如果不是他妄自尊大、横挑强邻，也不会被大唐打得元气大伤，以至在吐蕃进攻面前毫无抵抗之力，落了个国土沦丧、民族消亡的可悲下场。
所谓盛极必衰，这世间谁又能跳的出天道轮回！多少曾经纵横驰骋的强盛民族无声无息消散于尘烟，只在浩如烟海的历史画卷中留下片言只语，引来后人声声惋叹！
