隋炀帝在即位后的头四年对西北边陲采取的一系列军事、外交行动，于大业五年，为远略而西巡，其规模与北巡突厥，南巡江都不相上下。隋炀帝亲自到了青海和河西走廊，往返有半年之久，是隋炀帝第四次巡狩，也是最重要的一次，意义十分重大。中国历史上统一王朝的皇帝不畏艰险亲自巡视大西北，也唯有隋炀帝一人而已。

西巡经过充分酝酿和精心准备，隋炀帝“慨然慕秦皇、汉武之功，甘心将通西域”,即位之初就希望开通丝绸之路，派人出使西域，远至波斯，又命裴矩专门进行经略。时隋版图最西端为敦煌郡，沿河西走廊置张掖、武威二郡，北有突厥，南有吐谷浑，呈孤立单薄形势。在有效羁縻突厥，扶植启民，削弱处罗之后，裴矩不失时机地提出消灭吐谷浑汗国，使西域诸胡及党项、附国等万方来朝。经大业四年(608)的打击，吐谷浑地悉空，伏允已成穷寇，这使隋炀帝亲巡青海成为可能。

大业五年正月戊子(二十日),隋炀帝自东都洛阳回到京师长安，处理了两个月的政事，三月开春，即开始了西巡。此西巡队伍仍然庞大，有大批军队，文武百官，还有掖庭后妃、僧尼道士及百戏乐舞演员。但西巡绝不是享乐游玩，和南巡北巡一样，都是为国事奔走操劳，现场视事听政。

隋炀帝一行于三月己巳(初二)从大兴城出发，庚午(初三)来到武功县，询问风俗，地方官报称有男子史永遵与叔父堂弟同居一屋，得到隋炀帝嘉奖褒扬， “表其门闾”。乙亥(初八)过扶风(今凤翔)旧宅，到天水郡，家在天水的右武卫大将军李景向隋炀帝献食，他竟即以客人的身份向主人致谢。

凉州太守樊子盖也献来青木香，上言隋炀帝吐谷浑多鄣气，用以“御雾露”,也得到嘉奖。四月乙亥(初三),车驾西至陇川宫，即在陇西郡举行了一次大狩猎，李景和左武卫大将军郭衍对大猎有“难言”,被人告发，竟被“攥之”李景坐免官。

四月壬寅(初六),高昌、吐谷浑、伊吾并遣使进见，乙巳(初九),隋炀帝一行来到金城郡濒临洮河的狄道(今甘肃临洮),又有党项羌使节来行在所贡方物。

癸亥(二十七日),巡行大军过洮河，又过袍罕郡的大夏川和漓水，来到临津关，渡过黄河，再沿黄河向西至西平郡(治今青海省乐都县),已深入少数民族聚居地。为向当地羌人夸示，隋炀帝下令“陈兵讲武”。

五月乙亥(初九),隋炀帝率后妃、三军在黄河北岸的拔延山(今化隆马场山)举行大规模的围猎，猎场周长有二百多里，此次巡狩围猎，可以说是隋炀帝亲自指挥下的军事演习，投入的军队在十数万，观者无不惊骇。

五月庚辰(十四日),隋炀帝西入长宁谷(今西宁北川),壬午(十六日)度星岭(今达坂山),甲申(二十日)来到金山之上(在今西宁西),并大宴群臣和诸领兵将帅，部署对吐谷浑的最后围剿。丙戌(二十二日),巡行队伍北上来到浩门川(今大通河)。有消息传来说吐谷浑王率残部保据覆袁川(今俄博河),隋炀帝即调动军队，令内史元寿屯兵于南面的金山，兵部尚书段文振屯兵北面的雪山，太仆卿杨义臣屯于东面的琵琶峡，将军张寿屯于西部的泥岭，连营八十里，将伏允可汗四面团团围住。然而，所围并不是伏允，他早已逃入山南积石山，被围的竟是冒充可汗的吐谷浑残部。

五月壬辰(二十六日),隋炀帝下令右屯卫大将军张定和围攻车我真山(在俄博河南),张定和先劝山上吐谷浑投降，吐谷浑不理，张定和为在隋炀帝面前表示忠勇，竟不披甲挺身登山，在半山腰被伏兵射死。副将柳武建继续登山攻击，拿下山头后将守军数百人斩首。甲午(二十八日),被围困的吐谷浑仙头王穷蹙，率部落男女十万余口、六畜三十余万头归降，隋炀帝亲自指挥的对吐谷浑残部的围剿大获全胜。

六月丁酉(初二),隋炀帝又遣大将军梁默、右翊卫将军李琼深入南山擒吐谷浑主，因山峻路险，敌情不明，结果全军覆灭，无一生还。

另外，隋炀帝又遣行军总管赵才率兵部侍郎明雅出合川道，卫尉卿刘权出伊吾道，由西向东进逼吐谷浑，一路横扫残留的小股吐谷浑游骑，西路隋军这时也来到青海边，乘胜追击到汗庭伏俟城(青海湖西四新)。参加这次大规模合围吐谷浑作战的将领还有右监门将军薛世雄、鸿胪卿史祥。史祥军由“间道出虏，俘吐谷浑男女千余口”。左武卫将军周法尚则率军出松州道(今四川松潘),由南向北进军讨击，逐捕亡散，这时也到了青海湖。

十几万大军跋山涉水，走过人烟稀少的高原峻岭，千里行军，汇集青海，其艰难险阻可想而知。隋炀帝的确不简单，没有超乎寻常的魄力，是不敢做出如此举动的。然而，青海并不是巡行的目的地，隋炀帝还要穿越祁连山，北上河西走廊。

六月癸卯(初八),隋炀帝一行经琵琶峡(今青海门源)西上到达祁连山脚下，十数万人排成一条长蛇阵，开始了穿越祁连山大斗拔谷(今民乐县扁都口)的人间壮举。

大斗拔谷南北纵深四十公里，贯通祁连山，地高天寒，山路隘险，气候变化无常，白天阳光普照，夜里就可能阴霾密布。祁连山海拔高，有积雪，只有少许几个隘口盛夏天雪化才能穿越。但天有不测风云，碰到天气有变，盛夏季节也会出现大雪霜冻。因此要求天黑之前必须走出山口，以免不测。隋炀帝率领十数万人马从大斗拔谷由南而北穿越祁连山，显然是一个极大的冒险行动。贵为天子的隋炀帝以惊人的气魄，硬是率领包括后妃宫女在内的队伍要闯这道鬼门关。由于路太窄，有时只能走一人，队伍排成长蛇阵，自早至晚， “鱼贯而出”,人流不断，到夜幕降临，队伍仍在行走，结果天气骤变， “风霰晦冥”,寒风刮来，直刺筋骨，文武百官“饥馁沾湿”,队伍全乱了，后宫妃嫔公主迷失在后面的，也只好与士兵抱成一团， “杂宿山间”, “士卒冻死者大半”,马驴死者十之八九。虽然这是夸张的描述，但损失极大是不容置疑的。隋炀帝的胞姐、先前的周天元皇后乐平公主杨丽华，即是于此次巡行殂于河西，时年四十九岁，很可能与在大斗拔谷出事有关。然而，虽然牺牲很大，但隋炀帝最后还是成功地穿越了祁连山。敢冒如此大的风险爬雪山，穿峡谷，在古代帝王中，也只有隋炀帝一个人。

六月丙午(十一日),成功穿越祁连山的隋炀帝一行来到了张掖郡城，结束了对吐谷浑地区的巡行。据《隋书·隋炀帝纪上》记载， “壬子(十七日),伊吾吐屯设等献西域数千里之地。上大悦。癸丑(十八日),置西海、河源、鄯善、且末等四郡”。由于设四郡紧接在伊吾吐屯设献地之后，容易造成四郡乃其所献地上设置的误解，其实，新设四郡均设置在吐谷浑故地。据《隋书·地理志上》所记载，四郡为：

鄯善郡。大业五年(609),平吐谷浑置，置在鄯善城，即古楼兰城也(今若羌)。并置且末、西海、河源，总四郡，有蒲昌海(今罗布泊)、鄯善水(今车尔臣河，由南而北注入罗布泊)。统县二：显武、济远。

且末郡。置在古且末城(今且末南),有且末水(即车尔臣河)、萨毗泽(今青海阿雅格库勒湖)。统县二：肃宁、伏戎。

西海郡。置在古伏俟城(青海湖西吐谷浑国都),有西王母石窟、青海盐池。统县二：宣德、威定。

河源郡。置在古赤水城。有曼头城(今青海共和县西)、积石山，河所出，有七乌海。统县二：远化、赤水。

四郡均为原吐谷浑辖境，地跨今青海、新疆。其中河源、西海在今青海，鄯善、且末在今新疆东部，已在磕西。四郡的设置是我国古代疆域史和民族关系史上的重大事件，青海地方除了两汉曾将东部湟水流域列为郡县外，是隋炀帝第一次将几乎全部青海纳入中原王朝版图，归入郡县体制之下。隋炀帝要“掩吞秦汉”,恢复汉武帝时的旧疆域，此其已过矣。司马光在记此事时，特别强调： “隋代之盛，极于此矣”。

隋炀帝在吐谷浑旧地设置四郡八县的同时，还设置了镇、戍， “遣兵戍之，每岁委输巨亿万计”,又移民实边， “发天下轻罪徙居之”,大开屯田。留将军刘权在积石镇(今青海兴海县),镇戍屯田，招抚羌人。隋炀帝又立伏允之子顺为王，让他统领吐谷浑余众，并令早已降服的大宝王尼洛周为辅，然而，他们来到西平郡(治今乐都),所部不服杀尼洛周，顺不敢久居扭头逃回中原。

吐谷浑的灭亡和四郡的设置促进了羌汉民族的融合，又在河西走廊之南开辟了一条由青海出且末的新的丝绸之路，同时，对河西走廊也起到了拱卫作用，促进了丝路贸易的繁荣。吐谷浑汗国的灭亡也震撼了西域诸国及山南诸羌，使胡羌朝贡相属。