取得西域天山南路诸国——六二八年，西突厥内乱，西域震动。六三○年，西突厥属地伊吾城（新疆维吾尔自治区哈密县）主举所属六个城内附。唐置伊州，作为经营西域的出发点。六si○年，唐大将侯君集率兵灭高昌国（鄯善、吐鲁番两县地），置西州（治高昌县）。在交河城（在吐鲁番西北）置安西部护府。六sisi年，安西都护郭孝恪率兵三千灭焉眷国（焉耆回族自冶县）。唐置焉耆都护府。六si八年，大将阿史那社尔、契苾何力、郭孝恪率大军灭龟兹国（都伊逻卢城，库车县）。疏勒国（都迦师城，喀什市）于阗国（都西山城，在和田县治西）与唐有“朝贡”关系，唐高宗在疏勒国置疏勒都督府，在于阗国置毗沙都督府。唐取得天山南路诸国，是和西突厥多年斗争的结果。六五八年，安西大部护府移置龟兹城，统辖焉音、龟兹、疏勒、毗沙四都督府。又统焉眷、龟兹、于阗、疏勒四镇，驻兵镇守，唐在天山南路的统治确立了。唐玄宗时，设安西节度使，职务同安西都护。

灭西突厥——西突厥射匮可汗死后，弟统叶护可汗继位。统叶护善战，国势甚盛，领地东北起金山，南逾阿母河与波斯相接；东起巴里坤湖，西至里海，成为中亚细亚的霸国。六二八年，统叶护被伯父莫贺咄杀死，莫贺咄自立为可汗，统叶护子肆叶护也自立为可汗。两可汗率兵互攻，都遣使来唐朝求援助。唐太宗拒绝两可汗的请求，劝各守分地，勿再动兵。西域诸国及铁勒诸部脱离西突厥的统治，有内附倾向，唐向西域进取的阻力减少了。肆叶护战胜莫贺咄，西突厥又暂时统一。六三二年，肆叶护被部众攻击，逃到康居，西突厥人立咄陆可汗为主。咄陆遣使来求内附，愿去可汗名号。唐太宗封咄陆为西突厥可汗，赐给旗鼓和大量财物，表示支援。六三四年，咄陆死，弟咥利失可汗（咥音叠dié）继位。咥利失分西突厥为十部，每部有酋长一人，号为十设。每设给箭一枝，因此又号为十箭。又分十箭为左右厢，一厢各管五箭。左厢号五咄陆部，置五大啜，一啜管一箭。右厢号五弩失毕部，置五大俟斤，一俟斤管一箭。五咄陆部居碎叶川（楚河）以东，五弩失毕部居碎叶川以西。左右两厢，合称为十姓部落。分一国为左右厢，显示一国将分裂为两国。此后，五咄陆部与五弩失毕部各拥立可汗，互相攻战，唐利用时机，逐步取得天山南路诸国。