楊廣將隋朝的王權政治伸展到周邊國家，北巡突厥、經略西域都是楊廣伸展王權的步驟，在楊廣即位的前四年，隋朝對西北邊陲采取了一系列軍事行動和羈縻策略，初步達到了經略西域的目的。
為了確保西部邊疆的穩定，楊廣決定西巡，他要親眼看一看西部的狀況，然後制訂下一步經略西域的計劃。
楊廣是一個”慨然慕秦皇、漢武之功，甘心通西域”的有理想、有大志向的皇帝，經略西域也是他實現心中理想的一個環節。
通過楊廣的努力，隋朝當時的版圖西端已經到達敦煌，沿著河西走廊向東設置了張掖、武威二郡，北有突厥、南有吐谷渾，可以說西部邊疆呈現孤立單薄的態勢，如何讓西域地帶保持長久的和平，是楊廣迫切需要解決的問題。
大業五年《609年》正月，楊廣從東都洛陽回到京城長安，經過兩個月的安排朝政後，三月開春，楊廣開始啟程西巡，其規模與北巡突厥和南巡江都不相上下。
事實上，楊廣還沒有完全到達西域地區，西域的一些國家就自願遣使進貢。
這說明楊廣經略西域比較成功，而且剛剛動身一個月就有了不錯的效應，這讓楊廣很興奮，他決定深入西域腹地，親自將隋朝的恩德播撒到西域地區。
四月二十七日，巡行大軍渡過洮河和漓水進入臨津關，渡過黃河後又向西到達西平郡《今青海樂都》。
至此，楊廣算是深入了少數民族聚居地，為了顯示隋朝大國的實力，楊廣決定對當地的羌人”陳兵講武”。
楊廣在西平郡待了將近半個月，於五月初九帶領巡行大軍在黃河北岸的拔延山舉行狩獵，這次狩獵比在隴西郡規模更大，獵場周長長達兩百裡。
事實上，這既是一場狩獵活動，也是一場軍事演習。
楊廣這次西巡已經做了相關準備，那就是在播撒大國威嚴和恩德的同時，也不排除對西域頑抗部族進行軍事打擊。
事實證明，楊廣的確很有前瞻性。
五月，巡行人馬西入長寧谷《今西寧北川》以及浩門《今大通河》，當地的土著奉報說發現吐谷渾軍隊向隋朝巡行人馬靠攏，不知道意圖是戰還是和。
楊廣派探馬仔細勘察，回報說是伏允統領的軍隊，他當即決定調動部隊打擊伏允，力爭將伏允就地殲滅。
當時楊廣命令內史元壽屯兵於巡行大隊南面的金山，兵部尚書段文振屯兵北面的雪山，太仆卿楊義臣屯兵東面的琵琶峽《今青海門源》，大將軍張壽屯兵西部的泥嶺，共計連營八十裡，要將伏允來個甕中捉鱉。
等到吐谷渾的軍隊進入包圍圈楊廣才知道，被圍的不是伏允，而是冒充伏允的吐谷渾殘部。
不過，楊廣認為就算是殘部，也要狠狠地打擊，所以他讓右屯衛大將軍張定和首先攻打吐谷渾殘部所進駐的車我真山。
張定和先禮後兵，首先派人上山勸吐谷渾殘部投降，被吐谷渾拒絕，張定和為了向楊廣顯示自己忠勇，竟然不披鎧甲登山作戰，結果在半山腰被吐谷渾伏兵射死，副將柳武建眼看主帥身死，立即接過帥旗指揮大軍繼續上山猛攻，一鼓作氣拿下山頭，將守軍百餘人斬首。
五月二十八日，吐谷渾殘部將領眼看敗局已定，便率領整個部落歸降隋朝。
首戰告捷後，楊廣在六月初又派遣大將軍梁默、右翊衛將軍李瓊深入南山腹地擒拿吐谷渾國主伏允，但因為山高路險，隋軍在沒有判明敵情的情況下貿然進攻，結果全軍覆沒。
此外，楊廣還派遣行軍總管趙才和兵部侍郎明雅共同領兵出合川道，衛尉卿劉權出伊吾道，由西向東進逼吐谷渾，一路橫掃殘留的小股吐谷渾散兵，而西路隋軍此時也來到青海邊，乘勝追擊吐谷渾的伏俟城。
參加本次合圍吐谷渾的將領還有石監門將軍薛世雄、鴻臚卿史祥和左武衛將軍周法尚。
當時周法尚率軍出松州道《今四川松潘》，由南向北進軍追捕吐谷渾殘部，此時也到了青海湖。
從上述隋軍幾路大軍的行軍和征戰情況來看，楊廣在對待吐谷渾問題上絲毫不含糊，也堪稱大手筆，十幾萬大軍跋山涉水，走過人煙稀少的高原，然後匯集青海，其艱難險阻可想而知，如果沒有極大的魄力，很難想象會如此大手筆地對高原地區投入兵力。
然而更讓人震撼的是，楊廣在六月八日經過琵琶峽到達祁連山腳下，稍作休息後，十幾萬人的巡行人馬排成一條長蛇陣，開始穿越祁連山大鬥拔谷《今青海民樂縣扁都口》的壯舉。
之所以稱為壯舉，是因為大鬥拔谷南北縱深四十公裡，連通祁連山，腹地十分寒冷，氣候更是變化無常。
祁連山本身海拔高，山上常年積雪，隻有少數幾個隘口在盛夏時節沒有積雪時才能通過，但是那裡的天氣變化不定，即使是盛夏時節有時也會出現冰霜雪凍，因此必須在天黑之前走出山口，否則後果不堪設想。
所以說當時楊廣率領巡行人馬從大鬥拔谷由南向北穿越祁連山，是一個極大的冒險。
楊廣貴為天子，以驚人的氣魄，率領包括後妃宮女在內的隊伍硬闖這道關，由於道路狹窄，有時僅能容一人通過，但大隊人馬始終排成一字長蛇陣，從早至晚行走在山谷之間。
據史料記載，當時夜幕降臨後天氣驟變，隊伍完全打亂，有很多嬪妃宮女迷路，隻好與士兵們躲在山谷裡，士卒凍死者大半，馬匹也凍死十之七八。
雖然史料的記載可能有些誇張，但惡劣的天氣下損失肯定不小。
例如楊廣的姐姐、樂平公主楊麗華，就是死於這次穿越祁連山，時年四十九歲。
不過，雖然犧牲很大，但是楊廣帶著眾人最終還是成功穿越祁連山，敢冒如此大的風險在貴為天子之後爬雪山、穿峽谷，在古代帝王中也隻有楊廣一人。
六月十一日，楊廣穿越祁連山後，到達了張掖郡，結束了對吐谷渾地域的巡行。
依據《隋書·煬帝紀》記載∶”壬子《十七日》，伊吾吐屯設等獻西域數千裡之地。
上大悅。
癸醜《十八日》，置西海、河源、鄯善、且末等四郡。
“
需要說明的是，楊廣所設置的這四郡，不是在伊吾吐屯設所獻之地上設置的，新設的四郡是設置在吐谷渾故地，按照《隋書·地理志上》的記載，四郡分別是鄯善郡、且末郡、西海郡和河源郡。
楊廣在設置四郡八縣的同時，還設置了鎮、戍，稱之為”遣兵戍之，每歲委輸巨億萬計”，又移民實邊，”發天下輕罪徙居之”，又命令將軍劉權在積石鎮《今青海興海縣》屯田以招撫羌人。
楊廣雖然占了吐谷渾的土地，但是並沒有對吐谷渾人趕盡殺絕，在設置四郡八縣的同時，也立伏允的兒子為王，讓他統領吐谷渾部落，算是為吐谷渾留下一條生路。
對隋朝甚至是後世的中原王朝而言，吐谷渾的滅亡和四郡八縣的設置促進了漢羌民族的融合，又在河西走廊南段開辟了一條由青海出且末的新絲綢之路，同時也是隋朝對河西走廊的進一步護衛。
隋朝滅掉吐谷渾汗國，不僅促進了絲綢之路上的商業貿易往來，也震懾了西域地區各個少數民族國家，確立了隋朝控制西域的強勢地位。