浑军士兵全部处死，仅留下平民押回关中为奴隶。然后继续率领隋军主力西进，务要击败擒拿吐谷浑国王本人。
然而，深入吐谷浑国境越远，战争就越困难，随军士兵在青藏高原边缘就开始出现高原反应，战力每况愈下。右翊卫将军李琼追击在最先，被吐谷浑国王重新组织起的部队击败，右翊卫将军李琼战死。后军继续追击，过大斗拔谷时，山路狭窄险要，隋军遇到吐军阻击，且高原地区居然秋天便下了大雪，让毫无防寒准备的隋军更是战力锐减。血战之后虽然击杀重创前来迎击的吐谷浑军无数，但是隋军也损失惨重，三十万大军至此战死冻死高原反应而死达到了二十万人之巨。
幸好吐谷浑国王也是撑不下去了，和隋军打了几仗之后，他摸出一个规律——只要躲到青藏高原深处，隋军就拿他没办法，为了息事宁人，吐谷浑王递交了恳请杨广准许他谢罪臣服的表章，并且缩入高原深处。杨广得了面子，见无法再开拓更深，也就借坡下驴退兵了，从张掖武威回军。
此战为隋朝开拓了河西走廊的一部分，以及陇西以西祁连山外的土地——当然，这些土地在如今这个朝代还毫无经济价值。为了这个目标，隋军死了二十万人之巨，民夫也死了十几万，加起来又是三十万壮丁埋骨他乡——其实论伤亡，这个死伤与后来历史上第一次讨伐高句丽也不遑多让了，只不过差别在于讨伐高句丽打输了，于是天下汹汹。而讨伐吐谷浑打赢了，也切实开拓了疆土，所以死人和靡费钱粮的隐忧，暂时被高涨的民族主义情绪压了下去，百姓虽然民力逐步穷竭，还没到全面反抗的程度。