李靖安定好吐谷浑的人民，便亲率大军回国。
太宗考虑到慕容顺毕竟久在内地为人质，还没有树立威信，难以服众，命李大亮率精兵数千支持慕容顺。由于吐谷浑人对慕容顺也没有什么好感，到处起来反对他，最后被他的部下所杀，众人拥立慕容顺之子诺曷钵为吐谷浑王。诺曷钵年幼，不懂如何治国，出现了大臣争权的混乱局面。太宗得知后命侯君集率军平定吐谷浑内乱，太宗先下旨抚谕劝解，有哪派不听命令者，就出动大军讨伐，侯君集和李大亮合兵一处，终于平息了吐谷浑混乱的局势。
贞观十年（公元636年）三月，诺曷钵遣使到长安，请求颁赐历法，用唐朝年号。为了表示对唐朝忠顺之心，诺曷钵又要求派子弟入侍长安。太宗—一答应，并封诺曷钵为河源郡王、乌地也拔勤豆可汗。诺曷钵亲自入长安朝见太宗，献牛马羊万头，表示对大唐的感谢。不久，又请求与唐通婚，太宗封宗室女为弘化公主，嫁于诺曷钵，命淮阳郡王李道明与右武卫将军慕容宝为使，护送公主成亲。吐谷浑大相欲作乱，图谋劫持公主与诺曷钵，不曾想阴谋泄露，大相欲逃往吐蕃，还未来得及离开吐谷浑就被唐朝出兵镇压。从此，吐谷浑归顺于大唐，年年遣使朝贡。大唐对吐谷浑取得的胜利，保证了河西走廊交通的通畅，同时又对吐蕃势力的扩张暂时地起到了遏制作用。由于吐谷浑内部矛盾重重，伏允不知整顿内部，反而屡次向大唐挑衅，最后失败自然是难免的了。
唐太宗统一吐谷浑，为打通丝绸之路奠定了基础。接下来威胁最大的是高昌，高昌不但阻隔着丝绸之路，而且还和西突厥互相勾结，掠夺唐的边疆地区，扫平高昌就可以一举两得，所以进军高昌就成为唐朝接下来的目标。
高昌主要活动在今新疆吐鲁番地区，他们农业和放牧并重，具有很高的生产力，境内土地肥沃，谷麦一年可以两熟，盛产葡萄和各种水果。他们占领着通向天山南北的出口，古代丝绸之路必经之道。自汉以来，由于和西亚的通商，使丝绸之路繁荣起来，无论是中原王朝，还是西北的游牧民族，都积极争夺并经营这一军事及贸易交通要道。
高昌同样对丝绸之路无比重视，当时统治高昌的是麴氏王朝，他们都是汉人。他们由于种种原因，经过几代的迁移和流浪，在今天山南北定居下来，并长期统治着这里。他们沿用的是汉族的礼制，官制也是沿用汉族的官制。无论政治、经济、文化都比邻国的水平高。就连风俗习惯和社会制度也与中原基本相似。
唐初高昌和唐朝的关系还算比较融洽，当时在位的高昌王是麹伯雅。武德二年（公元619年），麹伯雅死后，其子麹文泰继位。当时唐高祖为表示对邻国的友好，曾派使者前去吊唁，高昌也向唐朝贡献过拂菻狗，两国之间互相往来，没有战事。太宗登基后，高昌为表示祝贺，还上贡玄狐裘，太宗非常高兴，也回赠厚礼。贞观四年（公元630年），唐朝以绝对优势战胜了东突厥，高昌归附唐朝，麹文泰亲自到长安朝见太宗，太宗以国家最高的礼仪予以接待，其妻宇文氏请求加入唐朝宗籍，太宗非常爽快地答应了她的要求，封为常乐公主，赐姓李。后来，由于吐谷浑和西突厥迅速崛起，使丝绸之路被阻隔。高昌便又向西突厥称臣，并且垄断了通往西域的商路，损害了唐王朝的利益。
贞观六年，唐太宗想通过焉耆重新开辟一条通往西域的道路，高昌很不高兴，认为唐朝在故意和高昌作对，因为隋末动乱，西域与内地另一通道闭塞，西域朝贡者皆经高昌进入内地，这样就给高昌带来许多经济利益。贞观六年（公元632年），焉耆王龙突骑支要向唐朝进贡物品，请求开通另一条通道，以方便各国和内地的贸易。太宗同意了这个请求，也想遏制一下高昌。高昌王麹文泰听到竟有此事，非常恼怒，高昌王麹文泰深知仅凭本国力量不足以抗衡唐朝，于是与反对唐朝的西突厥乙毗咄陆可汗结盟，派兵进攻焉耆（今新疆焉晋西南）国。麹文泰之所以恼怒，是因为这一条道如果开通，天山以南各国将不再经高昌到内地，其经济利益会受到很大损害，也影响到过境贸易。从此以后，凡西域朝贡者途经该国，都遭到掠夺，使丝绸之路中的这个交通中转站不大通畅。伊吾（今新疆哈密）是唐朝的属国，高昌与西突厥专门进攻伊吾，掠其人口财物，只要是臣属于唐的国家，高昌和西突厥就进行侵略。
太宗对此极其愤怒，下书谴责麹文泰，要其派心腹大臣阿史那矩派到长安解释清楚，麹文泰却毫不理会，只派来一个一般的使者。太宗对其使者说：“高昌数年以来，拒不朝贡，所置官员称号，与天朝相同，这是大逆不道的行为。我的使者在高昌听到麹文泰说：‘鹰高飞于天，雉低伏于蒿草，猫在厅堂游转，鼠深藏于洞穴，各得其所，岂有不能生存的道理！’又遣使对薛延陀（此时薛延陀还未灭亡）说：‘既然你们也称可汗，那就与天子一样，何必见到唐朝使者行拜见之礼！’高昌逆我天威，不扫平你国，别国也会群起仿效。”
贞观十三年（公元639年）十二月，太宗任命交河道行军大总管、吏部尚书侯君集，副总管、屯卫大将军薛万均等准备出击高昌。
高昌王麹文泰听说唐起兵来攻，悠闲地对部下说：“唐离高昌七千里，流沙无人烟处就长达二千里，地无水草，寒风如刀，热风如烧，大军还未到达，就先死过半。秦陇之北，城邑萧条，还没有隋时繁荣。现在攻我高昌，发兵多粮食供应不上，发兵三万以下，我的兵力足以战胜，以逸待劳，坐收其弊。若屯兵城下，不过二十日，粮尽必然逃跑，我出兵追赶，必获全胜。”
不几日，探马来报，说唐军已经成功穿越沙漠，驻扎在碛口。麹文泰没想到唐军会如此迅速，连惊带吓，旧病复发，不等唐军攻到，已经撒手西归了。麹文泰之子麹智盛继承王位，准备为父亲举行葬礼，唐朝探马来报，到时候高昌军队和政府要员都集中在那里。诸将认为应该趁他们聚集之时，消灭他们。
侯君集说：“因高昌无礼，天子才派我前来讨伐其罪，现乘人之丧而偷袭，不是问罪的军队。”于是他命唐军擂鼓以告知唐军的到来，到达田城。没有立即攻城，而是宣谕圣旨，令其投降。
麹智盛却不识时务，侯君集命令攻城，不到半日便攻破了城池。城中男女老少七千余口，全部被俘，侯君集下令不准虐待俘虏。
随后，侯君集又命中郎将辛獠儿为先锋，马上赶到高昌都城，把高昌团团围起来。晚间辛獠儿便率军赶到高昌都城之下，将高昌的都城围了个水泄不通。
高昌王眼看无法抵挡，无奈之下致书侯君集说：“先王得罪天子，上天已惩罚了他，已经身故。我继位不久，没做对不起天子的事情，还请尚书怜悯并详察。”
侯君集回信：“如果你真能悔过，我也不难为你，只要你率百官到军门投降，我便从轻处理。”
麹智盛是个没有主意的人，许多大臣都劝他不要出降，坚守城池，西突厥一定会派兵增援，他犹豫不决。侯君集在城外等候出降，但已过约定的时辰，却不见半个人影。侯君集大怒，下令立即攻城，他们用飞石攻城，城中人均躲在家里不敢出来。侯君集命令做巢车，居高临下，俯射城中。城内无法抵抗，只好投降。唐军一鼓作气攻下二十二城，得到8046户，人口17700，土地东西800里，南北500里。太宗听到捷报，非常高兴，对征战的每位士兵都给予了奖赏。还对大臣说，有君集这样的人才，何愁边疆不定，我可以高枕无忧了。太宗在高昌设西州，以可汗浮图城为庭州，州下设立属县。
太宗将高昌纳入唐朝版图，并派兵驻守在那里，有效地确保了中西交通要道的畅通与安全。防止像以前一样，唐军一来，各国都纷纷臣服，唐军一走，跟着就又都各自为政，不能使丝绸之路畅通无阻。第二可以防止西突厥联络西域各国卷土重来。
太宗在高昌设置州县，建立安西都护府，永久地把高昌纳入了大唐的版图，为和西方国家进行经济、文化交流创造了良好的环境。太宗此举意义非同一般，成了以后统一西域的中转站。
