龍突騎支，另立一位新王。但中國遠征軍撤退後，西突厥汗國來攻，把新王殺掉，另立王族親戚龍薛婆阿那支當國王。四年後（六四八），中國大將阿史那（姓）社爾（名）西征龜茲王國時，順便攻擊焉耆，把龍薛婆阿那支殺掉。這一次中國兵團不再撤退。

龜茲王國，面積約十萬平方公里，擁有七百餘個城鎮，首都伊邏盧城（新疆庫車）。最初跟中國相處也很好。但西突厥汗國終於把它爭取過去，參加對中國的圍堵。六四八年，中國大將突厥籍的阿史那社爾西征，生擒國王白河黎布失畢。中國原設在西州（新疆吐魯番）的安西總督府，遂向西推進，移到龜茲。

疏勒王國（新疆喀什）、于闐王國（新疆和田），兩個與龜茲王國面積相當的國家，沒有經過戰爭，就向中國投降。中國遂在焉耆、龜茲、疏勒、于闐，設立四個軍事據點，稱為“四鎮”，隸屬安西總督，作為中國西陲屏藩。六七○年，吐蕾王國以傾國兵力對西域攻擊，四鎮一時陷落。二十二年後的六九二年，中國大將王孝傑反攻，吐蕃敗走，四鎮又回到中國版圖。

對西域（新疆及中亞東部）諸國來說，中國和西突厥汗國，是兩個巨人。西域諸國處在中國和西突厥汗國夾縫中，跟前二世紀時處在中國和匈奴汗國夾縫中一樣，十分狼狽。上述五個王國，就是兩大超級強權間的犧牲品。等到所有獨立王國都被中國併吞，中國邊境向北向西推進，直接跟西突厥汗國接觸時，終於爆發一場決戰。六五七年，中國大將蘇定方率領遠征軍，包括回紇兵團和若干歸附中國的東突厥兵團，向西突厥汗國總攻，三道並進。西突厥沙缽略可汗親統十姓（十個部落、兵團，自中亞向東挺進迎擊。兩國大軍在伊麗水（新疆伊犁河）以北相遇，沙缽略可汗大敗，率領殘軍渡伊麗水，向碎葉水（哈薩克吹河，或譯楚河）撤退，中國遠征軍窮追，在碎葉水北岸再次決戰，沙缽略可汗再大敗。帶著左右少數侍衛，向西逃亡。逃到鹹海東南的石國（烏孜別克塔什干市），被石國生擒，交給抵達城下的中國遠征軍。

跟東突厥汗國的情形一樣，西突厥汗國的部落從此星散。以後雖然同樣也有“可汗”興起，總歸曇花一現。到下世紀（八）四十年代七四二年，最後一任中國派遣擔任大可汗的阿史那聽，被突騎施部落擊斬，西突厥汗國途名實同亡。

中國在西域獲得的是完整的勝利，跟張騫、班超時代有很大不同，那時不過限於移植屯墾，主要的是斷匈奴右臂的軍事聯盟。而本世紀（七）起，卻設州設縣，又設軍區，把西域納入中國行政系統，正式成為中國領土。

但在西方邊陲，中國的擴張卻受到挫敗。

西方邊陲的吐谷渾汗國（青海省），是四世紀五胡十九國之一前燕帝國的兄弟國。弟弟的一支進入中國本土，在鄴城（河北臨漳）建立前燕帝國。哥哥的一支輾轉二千公里之外，來到青海湖附近，建立吐谷渾汗國。在大分裂時代中，跟中國西部邊陲上的幾個短命小國，如南涼、西秦，不斷髮生戰爭。本世紀（七）初，可汗慕容伏允在位，國力正強，遂跟中國大起衝突。六三五年，中國大將李靖率軍深入青海草原，慕容伏允大敗，集結兵力再戰又大敗，不能成軍，只好率領殘部向西北逃走，打算投奔西域當時還獨立的於闃王國。走到柴達木盆地，部下散去，剩下的騎兵千餘人，勉強支援，到了大沙漠中，部下幾乎跑光。慕容伏允被侍從所殺。中國就冊封他送到長安作人質的兒子慕容順當可汗。但慕容順在中國太久，漢化太深，不能為他的人民所接受，不數個月，就被刺死，由他的兒子慕容諾易缽繼位。李世民大帝為了穩定兩國間的關係，把弘化公主嫁給慕容諾局缽。然而吐蕃王國卻在它背後不斷抄掠它的牧群，慕容諾易缽不能抵禦。六七二年，整個汗國潰散，慕容諾局缽和他的公主妻子帶著僅只一千餘家殘餘部落，投奔中國。

吐谷渾汗國滅亡，土地人民，全被吐蕃王國併吞。吐蕃王國是羌民族的一支所建的王國，包括現在的西藏、青海大部分——整個世界屋頂，比西域（新疆及中亞東部）面積還要大三分之一，首都邏些城（西藏拉薩）。中國從來不知道有這麼一個國家，即令風聞，因為它在萬里關山之外，也從來沒有予以注意。當它於本世紀（七）三十年代派遣使節到中國進貢，在長安出現時，中國只不過把它當作一個荒遠的小部落，但事實上它當時已十分強大。中國為了利用它在吐谷渾汗國背後發生牽制作用，於六四一年，把文成公主下嫁給它的國王棄宗弄贊。不過吐谷渾汗國卻在連續不斷攻擊下衰弱不振，使中國不得不倒轉過來扶助吐谷渾汗國。