吐穀（yù）渾，本是遼東鮮卑慕容部的一支。西晉末期，該部首領吐穀渾率部統治了今青海、甘南和四川西北地區的羌、氐部落，建立起部落國家。其孫葉延，後便以祖名為族名、國號。唐初，吐穀渾逐漸強大成為邊患。
貞觀元年，唐太宗即位，吐穀渾首領伏允立馬派遣使者前來朝賀，然而未及使者返回，伏允便劫掠了鄯州(今青海省樂都縣)。唐太宗大怒，派使者征召伏允入朝，伏允稱疾不去。伏允害怕太宗降罪，便以請求唐朝為其子尊王（人名）賜婚來試探帝意，唐朝便設計讓尊王親自來長安迎親，趁機囚禁他，尊王卻因害怕不敢前往。
不久，伏允派兵攻掠唐朝蘭、廓兩州，鄯州刺史李玄運考慮到此時吐穀渾大部分戰馬都牧於青海，便請求太宗出輕騎擊之。於是太宗令左驍衛大將軍段誌玄、左驍衛將軍梁洛仁率邊兵及契苾（敕勒降部）、黨項兵攻打吐穀渾。大軍進至青海湖，卻發現吐穀渾早已驅趕在青海所牧之馬逃遁。副將李君羨率領精練騎兵抄小路追趕敵軍，在青海湖之南懸水鎮與吐穀渾遭遇展開激戰，唐軍大勝，俘獲牛羊二萬餘頭。
伏允又聽信國相天柱王的謠言，拘禁了唐朝天子行人鴻臚寺丞趙德楷，唐太宗先後派出十名使者前往曉諭，伏允卻始終不肯放人。
吐穀渾不斷騷擾邊關，牽製了唐朝大量兵力，對邊境生產也造成極大破壞，更為重要的是，吐穀渾緊挨唐朝的河西走廊，一旦河西走廊不保，唐朝就無法對整個西域實施有效的影響。而且唐朝在隴右一帶設有大量的軍馬場，失去了這些戰馬，整個軍隊的戰鬥力勢必將大為削弱。軍馬直接關係到國家的興衰與存亡，河西走廊的安全必須保證！
貞觀九年，唐太宗決定和吐穀渾決一死戰，命李靖任西海道行軍大總管，兵部尚書侯君集為積石道行軍總管、任城王李道宗為鄯州道行軍總管、涼州都督李大亮為且末道行軍總管、岷州都督李道彥為赤水道行軍總管、利州刺史高甑生為鹽澤道行軍總管，聯合突厥、契苾，對吐穀渾發動決戰。伏允卻並不與戰，燒掉野草，渡過圖倫磧大漠（磧為沙漠），妄圖困乏唐兵與戰馬、阻塞唐軍西進。唐軍行軍數千裏，人缺糧馬乏草，極度疲憊。李道宗以兵馬乏難遠入，請求退兵鄯州，來年再戰。
侯君集堅決不同意，認為“賊大敗，斥候無在，君臣相疑，雖困可得誌”，堅持西進。李靖最終決定乘勝分兵西進，李大亮、薛萬均率軍由北路攻其右，侯君集、李道宗率軍由南路攻其左，兩軍形成夾擊之勢。薛萬均領軍入大漠數百裏，乏水飲馬血，擊破天柱王，俘獲牲畜數萬。侯君集與李道宗登漢哭山，過柏海（今黃河源鄂陵湖），經兩千餘裏戈壁，越雪山徙草地，將啖冰馬食雪，俘虜吐穀渾名王梁屈蔥。兩軍會合於大非川，爾後進軍破邏貞穀。伏允之子大寧王順想通過對唐示好來獲取唐朝支持，鞏固其在國內地位，便斬殺天柱王，舉國投降。伏允倉促帶領千餘兵士逃跑，路上很多人奔散，最後跟隨的隻有一百餘人，伏允感到很羞愧便上吊自殺了。
於是，順成為吐穀渾君主，對唐朝稱臣內附，唐太宗封其為西平郡王，號甘豆可汗。唐太宗又擔心順不能徹底安定吐穀渾，便派李大亮率領精兵鎮守相援。
果然，不久，順即被部下所殺。其子燕王諾曷缽嗣位，因諾曷缽年幼，大臣互相爭權，國中大亂。唐太宗派兵援助諾曷缽，下詔封其為河源郡王，授烏地也拔勒豆可汗，並派遣淮陽王李道明持節冊拜，賜其鼓纛。諾曷缽趁機入朝請婚，貞觀十四年，唐太宗決定把弘化公主嫁給他，並送給他很多財產。