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638年，由於吐蕃贊普贊布帛認為吐渾是破壞吐蕃與唐朝的和親計，便大舉入侵吐渾，兵鋒自至青海湖以北。同時，贊布帛入侵唐朝州，被唐朝大將侯君集和牛進達擊敗，不過，唐太宗同意吐蕃與唐朝的和親計，在641年將文成公主嫁給贊布帛。639年，諾曷鉢到長安朝見唐太宗，唐太宗將宗室女弘化公主嫁給諾曷鉢。
641年，吐渾丞相宣王掌握政權，陰謀襲擊弘化公主，將她和諾曷鉢劫持投降吐蕃。諾曷鉢得知非常害怕，率輕騎逃至鄯善城，其大將威信王率兵接迎。鄯州刺史杜鳳舉、席君買與威信王軍擊破丞相宣王，殺其兄弟三人，太宗命民部尚書唐儉持節撫慰吐渾民衆。652年，弘化公主和諾曷鉢來長安朝見，唐高宗封諾曷鉢為駙馬都尉，將宗室女金城縣主嫁給諾曷鉢的長子慕容度摸末。慕容度摸末死，弘化公主又為次子右武衛大將軍、梁漢王慕容闒盧摸末請婚，唐高宗將宗室女金明縣主嫁給他。
吐渾和吐蕃的關係出現10年的和平，但在660年，吐蕃大相祿東贊派兒子起政重新攻擊吐渾，吐渾和吐蕃派使者到唐朝互相指責。唐高宗一心東百濟和高句麗，沒有理睬。663年，形勢惡化，吐渾大臣素和貴逃亡吐蕃，將情報全盤吐露。吐蕃大軍入侵，弘化公主和諾曷鉢帶領數帳吐渾百姓逃至唐朝的涼州，請求唐朝救援。唐高宗以涼州都督鄭仁泰為青海道行軍大總管，帥右武衛將軍獨狐卿、辛文陵等分屯涼、鄯二州，遣左武衛大將軍定方為安集大使，保護吐渾殘勢力，以備吐蕃。但唐朝依然沒有積極進攻吐蕃，是派特使譴責祿東贊。祿東贊這時也沒有冒犯唐朝，也派特使到唐朝譴責吐渾，再次唐朝請婚。665年正月，吐蕃做出和平的姿態，請求與吐渾和親、在黃河源頭的赤水放牧，唐高宗拒絶。
666年，唐高宗封諾曷鉢為青海郡王（比河源郡王等級高，吐蕃顯示唐朝决心收吐渾故地）。669年，唐高宗命令吐渾百姓遷居祁連山，多數大臣認為這將使吐渾暴露於吐蕃攻擊之下，建議先攻打吐蕃。宰相閻立本反對出兵，當年糧食歉收，無力承擔軍事行動。但是，吐渾百姓最終沒有遷居祁連山。
670年，吐蕃入侵唐朝西域安西四鎮，唐高宗命右威衛大將軍薛仁貴為邏婆道行軍大總管，左衛員外大將軍阿史那道真、右衛將軍郭待封為副，率衆十萬以討吐蕃。目標之一是收吐渾故地。但是由於薛仁貴和郭待封的分歧，唐軍在大非川之戰中被祿東贊的兒子論欽陵擊敗，結束吐渾國的希望。
672年，唐高宗也顯然放棄收吐渾故地的念頭，命令吐渾百姓遷居鄯州，但也不斷遭受吐蕃攻擊，之吐渾百姓遷居靈州，在那建立羈縻州——安樂州，以諾曷鉢為安樂州刺史。（史學家以663年或672年作為吐渾的滅亡時間）688年，諾曷鉢去世，其子慕容忠繼安樂州刺史之位。刺史之位又傳四代廢除。