吐蕃与唐朝战争最早的记录是在大唐龙朔二年(662)十二月，苏海政讨伐西域的龟兹、疏勒时，吐蕃国派兵增援，《旧唐书》记载“海政以师老，不敢战，遂以军资赂吐蕃，约和而还。”，双方没有发生实质性的战斗，各自退兵。

由于吐蕃与吐谷浑不和，双方爆发战争，吐谷浑被吐蕃打得大败，向宗主国大唐求救。

《旧唐书》载：“咸亨元年(670)四月，诏以右威卫大将军薛仁贵为逻娑道行军大总管，左卫员外大将军阿史那道真、右卫将军郭待封为副，率众十余万以讨之。”

唐军在战前并没有把吐蕃放在眼里，认为对付这等小国，必定是手到擒来。唐军在大非川分兵两路，主力由大将薛仁贵率领攻击，后勤部队由郭待封率领在大非岭固守。

薛仁贵大败吐蕃，屯兵乌海城，而郭待封贪功冒进，没有在大非岭固守，也率军直插乌海。没想到被吐蕃打了个伏击，丢掉了粮食辎重，薛仁贵的主力部队失去了补给，只得仓皇撤退，在大非川，中了敌人埋伏，唐军大败。

此战的指挥官是右威卫大将军薛仁贵，他认为吐蕃大举入侵吐谷浑，国内必然空虚。唐军只要拿下吐谷浑，便可切断吐蕃的后路，下一步便可直捣逻娑。

大非川在今青海省共和县，此处地处冰川雪域，地势险要。唐军想尽快拿下乌海，就怕吐蕃在此处以逸待劳。

由于乌海地区交通不便，辎重难以运输，薛仁贵派郭待封率2万人在大非岭建立营寨，守护粮草，自己率主力奔袭乌海。果然在河口大败毫无防备的吐蕃军。随之，唐军占领了乌海。没想到郭待封擅自率军冒进，在半路被吐蕃20万大军包了饺子。唐军辎重、粮草尽失，随后，吐蕃40万大军在大非川与唐军决战。唐军没有后勤保障，几乎全军覆没。

大非川之战是唐朝外战中最大的一次失败，吐蕃从此一跃成为西域强国，唐朝被迫将安西都护府迁至西州。

此战由吐蕃第一名将论钦陵指挥。面对唐军占领乌海的不利局势，论钦陵临危不乱，迅速调集部队，袭击唐军粮草、辎重部队，切断唐军后勤补给。吐蕃又集合四十万大军，逼薛仁贵决战。最终，吐蕃以四十万对五万的兵力优势，取得了最终胜利。

郭待封的擅自行动虽然犯了错，但也是出于无奈。吐蕃当时很可能切断唐军的补给，如果不跟上大部队，一旦道路被切断，后果不堪设想。

吐蕃调动了全国之兵，以优势兵力围攻唐军，但薛仁贵毕竟是大唐名将，唐军固然损失惨重，吐蕃也损失不小，所以最后双方讲和。

大非川之战后，吐谷浑并入吐蕃。自此，唐和吐蕃经常打架，连年用兵，展开了激烈的攻防战。

公元675年，唐重新控制西域安西四镇，《资治通鉴》记载：

“大破吐蕃，复取四镇。置安西都护府于龟兹，发兵戍之。”

唐玄宗时期，唐朝将战线推到青海湖以西，从东到西北压制吐蕃，吐蕃赞普向唐玄宗求和。唐在对吐蕃的战争中即将取得了全面胜利，唐"筑城于青海中龙驹岛，谓之应龙城，吐蕃屏迹不敢近青海。"