隋与吐谷浑之战是一场发生在608年—609年间，隋朝攻灭吐谷浑的战争。隋军集中优势兵力，采用穷追不舍、四面合围的战法，数次大败吐谷浑，将其主力消灭殆尽，消除了吐谷浑对隋朝西北部的威胁。
吐谷浑比突厥人文明一些，处在半游牧半定居阶段。其首都在青海湖西四十五里的伏俟城。控制着丝绸南路河西走廊主干线青海道，此路是当时连结亚、非、欧三大洲的世界最长的陆路交通干线。吐谷浑人还占据着西秦故地。
负责西域事物的裴世矩在《西域图记》中说：“伊吾、高昌，鄯善，亚西域之门户也。总溱敦煌，是其咽喉之地。”隋炀帝要畅通丝绸之路深知占据吐谷浑之地的重要性。大业三年派遣吏部侍郎裴世矩引致高昌王麴伯雅及伊吾吐屯设等入朝，炀帝亲自与他们积极策划打击共同西域贸易的竞争者吐谷浑。
大业四年（608年），隋炀帝再次运用“以胡制胡”之战略，派裴世矩游说铁勒诸部，使他们攻击吐谷浑，吐谷浑被突袭而大败。吐谷浑可汗伏允向东逃走，逃入西平境内，遣使向隋朝请降求救。炀帝派遣安德王雄领兵出浇河，许国公大隋名将总领军事的宇文述率军出西平“应降”。
宇文述率军浩浩荡荡的抵达临羌城，吐谷浑可汗伏允面对隋朝大军心惊胆战不敢投降，率领残部向西逃窜，宇文述统领鹰扬郎将梁元礼、张峻、崔师等引兵追击，接连攻下曼头、赤水两座城，斩三千余级，俘获吐谷浑王公以下二百人，虏男女四千口而回师。
大业五年（609年），炀帝总领六军亲征吐谷浑，命银青光禄大夫刘权率军出伊吾道，与吐谷浑军相遇，吐谷浑人被痛击狼狈逃跑。隋军追至青海，虏获千余人，乘胜攻下吐谷浑国都伏俟城。炀帝命令刘权继续率军进攻占吐谷浑，曼头、赤水两座重要城池，并在赤水大破吐谷浑，击溃吐谷浑军主力。伏允率众保覆袁川。
炀帝分命内史元寿南屯金山，兵部尚书段文振北屯雪山，太仆卿杨义臣东屯琵琶峡，将军张寿西屯泥岭，四面围之。吐谷浑可汗伏允仅仅率数十骑潜藏于泥岭之中而逃走，吐谷浑仙头王率男女十余万来归降，其中六万余人被斩杀。
隋炀帝的此次亲征，彻底的征服、占领了吐谷浑。彻底的打开丝绸之路，畅通了中国与西方的联系。震服了西域各国，从此西域各国对中国朝贡不断。隋书赞曰：“竟破吐谷浑，拓地数千里，并遣兵戍之。每岁委输巨亿万计，诸蕃慑惧，朝贡相续。”
吐谷浑东西四千里，南北二千里故地皆为隋朝所有，范围东起青海湖东岸，西至塔里木盆地，北起库鲁克塔格山脉，南至昆仑山脉。隋炀帝设置西海（今青海湖西）、河源（今青海兴海东南）、鄯善（今新疆若羌）、且末（今新疆且末南）四郡，其中西海郡设置在吐谷浑故都伏俟城。隋炀帝并且把隋朝所有犯轻罪的人移居到故地开垦，以陇西诸郡粮食供给。
隋炀帝扩展西方疆域，畅通隋朝与西域的联系，十分兴盛。609年隋炀帝灭吐谷浑后率众到张掖招见西域诸国君。高昌王曲伯雅与伊吾吐屯设等西域二十七国君主与大臣纷纷前来开宴会，呈现隋朝文物，奏乐九部音乐，十分盛大。隋书赞曰：“竟破吐谷浑，拓地数千里，并遣兵戍之。每岁委输巨亿万计，诸蕃慑惧，朝贡相续。”
隋炀帝册封扣留隋朝的慕容顺为吐谷浑可汗，命大宝王尼洛周为辅。可是，慕容顺刚到达西平郡，尼洛周就被部下所杀，慕容顺不果而还。之后，隋朝在615年之后陷入崩溃局面，步萨钵可汗又恢复了吐谷浑汗国。