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隋朝大臣裴矩出使西域回来，建议隋炀帝控制西域，首先要消灭吐谷浑。这时，伏允和光化公主的儿子慕容顺正在隋朝交聘，被隋炀帝扣留。608年，裴矩指使铁勒攻击吐谷浑，伏允大败，来到隋朝的西平郡（今青海省乐都），隋炀帝派安德王杨雄出浇河，许公宇文述出西平接应。伏允恐惧宇文述兵强，帅众西逃，宇文述引兵追击，攻克曼头、赤水二城，斩首三千余级，虏获吐谷浑贵族二百，百姓四千。伏允南奔雪山，其故地东西四千里，南北二千里，皆为隋朝占有。609年，伏允想重返故地，五月，隋炀帝亲征吐谷浑，伏允败走，隋朝吐谷浑在故地设置西海、河源、鄯善、且末等郡。隋炀帝封慕容顺为可汗，其大宝王尼洛周为辅。可是，慕容顺刚到达西平郡，尼洛周被部下所杀，慕容顺不果而还。之后，隋朝在615年之后陷入崩溃局面，伏允又恢复了吐谷浑汗国。
唐朝建立后，唐高祖联合伏允夹击河西的李轨。唐高祖作为回报，将从江都逃回的慕容顺送归吐谷浑。622年之后，伏允听信天柱王的建议，屡次侵犯唐朝的西部边境，唐朝派大将柴绍反击。这样的侵扰持续了将近十年。634年，扣留唐朝使者赵德楷，六月，唐太宗以左骁卫大将军段志玄为西海道行军总管、左骁卫将军樊兴为赤水道行军总管，讨伐伏允，十二月，又以特进李靖为西海道行军大总管，兵部尚书侯君集为积石道、刑部尚书任城王李道宗为鄯善道、凉州都督李大亮为且末道、岷州都督李道彦为赤水道、利州刺史高甑生为盐泽道行军总管，大举讨吐谷浑。635年，伏允败走，被部下所杀（《旧唐书》、《新唐书》说是自杀）。