隋末战乱，吐谷浑摆脱了隋朝的统治，重新复国，但其国势已不能与兴盛时相比。唐武德(618～626年)初开始，与其役属的党项一起不断侵扰唐朝的甘南、川西边境。629年（贞观三年）开始有不少党项部落归附，唐朝在其地设置了几十个州县，最西到达今四川阿坝和青海阿尼玛卿山一带，“于是自河首积石山而东，皆为中国地”。
635年（贞观九年）初，在吐谷浑煽动下，已附唐的党项羌皆叛归吐谷浑。同年唐朝出兵平定了吐谷浑和党项，又将四川西部西羌部落改入版图，在大小金川一带也设置了州县，边界线西推至黄河河曲，其南大致以折多山为界。
吐谷浑作为一个唐朝边区部族臣属于唐朝。此后吐谷浑不断受到吐蕃的侵扰和攻击，663年（唐龙朔三年）为吐蕃所灭，其地全为吐蕃所占。从此吐谷浑作为一个部族分别归吐蕃、唐朝统治，散居于青、甘、陕、宁等地。吐谷浑建国如自329年起计，共334年。
在此同时，吐谷浑的西南今西藏地区有吐蕃族的兴起。吐蕃原居于雅鲁藏布江一带，6世纪中开始强大，至6世纪末与吐谷浑、苏毗为青藏高原上三大势力。7世纪初，赞普松赞干布（? -650年）在位，自山南匹播城（今泽当琼吉宗）迁都逻些（今西藏拉萨），统一西藏高原，再征服了北面的苏毗（西藏北部）和西面的羊同（西藏阿里地区）以及南边的泥波罗（今尼泊尔），其疆域一度扩至至今印度河上游包括拉达克即大小勃律和尼泊尔地区。7世纪下半叶，吐蕃更为强大。663年（唐龙朔三年）击破吐谷浑，尽有其地，遂统一了青藏高原。后多次与唐朝争夺安西四镇，为唐朝西南～大劲敌。展至今云南弥渡、华宁一带。664年（麟德元年）又于今姚安县置姚州都督府（治姚安），辖数十羁縻州，加强对洱海地区的统治，其西界大致澜沧江、元江一线。
在南部边境，唐武德初尽有隋交趾之地，622年（武德五年）置交州总管府，后改都督府。679年（调露元年）改为安南都护府，治宋平（今越南河内），其辖区西南界有今云南东南、广西西南和越南北部地，南至今越南河静省南部和广平省北部交界的横山一线。
