在公元609年初，隋煬帝做出了一個讓朝野都為之震撼的決定，為了消除吐谷渾對河西走廊的威脅，御駕親征，西巡河西走廊，並且還要邀請西域諸國的首領在那裡舉行一個盛大的“萬國博覽會”。煬帝於是年正月二十日離開東都洛陽，到十一月十三日才回到東都，西巡歷時近十個月，實現了西巡預期目的。
西巡路線
現根據《隋書》的《煬帝紀》、《食貨志》、《列傳》等有關記載，對其行程路線綜述如下：
大業五年（609年），隋煬帝率大批軍隊、文武百官、宮廷后妃、僧尼道士及樂舞百戲計幾十萬人從京都出發，行軍路線是沿渭水西行，過扶風（今陝西鳳翔），越隴山，到天水郡，過隴西（今甘肅隴西），到狄道（今甘肅臨洮），渡洮河西行至臨津關（又名積石關，今甘肅炳靈寺石窟西），渡黃河西進至西平郡（今青海樂都），又西行至長寧谷（今西寧北川），北上越星嶺，穿琵琶峽（今青海門源），穿越祁連山大斗拔谷（今甘肅民樂縣扁都口），最後到達張掖。
即煬帝西行出巡路線為：洛陽——長安——扶風——天水西——狄道——臨津關——西平（青海樂都）——大斗拔谷（穿越祁連山）——張掖；東返回程路線為：張掖——番和—一武威——金城——狄道——天水西——扶風——長安——洛陽。
隋煬帝西巡路線圖
陳兵講武，攻滅吐谷渾國。
大業五年三月（609年），隋煬帝率文武百官、嬪妃侍從經扶風、隴狄道，出臨津關渡過黃河到西平郡。在此煬帝陳兵講武，作出徵吐谷渾的準備。
五月九日，煬帝一行在拔延山設200裡圍場，獵取珍禽異獸。之後，經今西寧北山，十四日進入長寧谷（今西寧北川），十六日月星嶺（今達坂山）。二十日大宴群臣於金山。二十二日至浩門河，渡河時，因橋壞延期，殺朝散大夫黃亙及督役者數人，滯留幾天，橋修好後渡河。這時伏允率眾據覆袁川（今門源縣永安河谷一帶）。
隋軍從四面圍攻吐谷渾，欲將伏允圍殲於覆袁川。由內史元壽南屯金山，東西連營300餘里；太僕卿楊義臣東屯琵琶峽（今門源朱固一帶），連營80裡；將軍張壽西屯泥嶺（今祁連縣俄博以南）；兵部尚書段文振北屯雪山（今祁連山），東西連營300餘里。伏允以金蟬脫殼之計率數十騎逃出重圍，退保車我真山（泥嶺以西）。
五月二十六日，煬帝派右屯衛大將軍張定和率軍攻車我真山，定和輕敵上陣，中矢而死，其亞將柳武健擊破吐谷渾。二十八日，吐谷渾仙頭王被圍，率男女數十萬降隋。六月二日，煬帝遣梁默、李瓊追伏允，均兵敗被殺。後衛尉卿劉權出伊吾道，沿布哈河南下擊敗吐谷渾，破伏俟城，伏允南奔，客居党項，吐谷渾國滅亡。
攻滅土谷渾國
穿越祁連山，二十七國來朝，召開“萬國博覽會”。
隋煬帝攻滅吐谷渾後，穿越祁連山大斗拔谷前往張掖，登燕支山（今甘肅山丹縣境內）。西域二十七國國主，拜謁道旁。楊廣令武威、張掖士女彩妝盛飾，前往圍觀，衣服車馬不鮮者，由郡縣督促解決。“騎乘嗔咽，周亙數十里，以示中國之盛”。這些國家商人云集於此進行國際性的商品交易，後人將此次盛會稱為“萬國博覽會”，持續六天之久。
此次西巡收穫巨大，土屯設獻出西域土地數千裡。隋置西海、河源、鄯善、且未等郡，派流刑罪人屯田戍守，防禦吐谷渾來犯，打開商賈通往西域之路。楊廣在觀風行殿宴請高昌王麴伯雅和伊吾土屯設，參加宴會的還有二十多蠻夷國使者。宴會上盛陳文物，奏九部樂，演魚龍戲。蕃王和使者皆有賞賜。
“萬國博覽會”
皇帝西巡並野外徒步穿越祁連山第一人
這次出行自然環境惡劣，隋煬帝還曾遭遇到暴風雪的襲擊。青海翻躍海拔4000米以上祁連山，進入河西走廊，一路上，風餐露宿，冰雪交加，隋煬帝吃盡了苦頭。車駕回程，路過大斗拔谷，道路狹窄，只能魚貫而行。此谷長40公里，白天穿行人太多，所以被迫在山谷過夜。恰逢寒風大雪，衣溼腹肌，士卒大多凍餓而死，當晚就凍死了一大半人，樂平公主楊麗華正是49歲，在次凍死了。
在封建時代，中國皇帝抵達到西北這麼遠的地方，只有隋煬帝一人。
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