贞观年间，吐蕃势力开始进入西域。高宗龙朔二年(662)十月，吐蕃军队在疏勒以南地区与唐军相遇。史载：“(苏)海政军回至疏勒之南，弓月又引吐蕃之众，来拒官军，海政以师老不敢战，遂以资略吐蕃，约和而还。”次年底，吐蕃联兵弓月、疏勒进攻于阗。咸亨元年(670)大非川之役后，吐蕃乘势攻陷了唐安西都护府治所龟兹，占安西四镇(龟兹、于阗、焉耆、疏勒)大部分治地。军事上失势，迫使唐废弃四镇，安西都护府治所迁回西州(新疆吐鲁蕃)。唐朝在西域实际上仅能控制自沙州至伊州、西州、昆陵都护府、蒙池都护府一线，天山以北、以东地区，塔里木盆地均为吐蕃势力所控。在西域的力量对比，唐弱而吐蕃强，处守势。

武则天临朝执政，决心夺回四镇，改变以守为主的被动局面，使唐蕃争夺西域进入一个新的阶段。垂拱元年至二年(685-686)、永昌元年(689)，唐军二次主动出击吐蕃，均遭失败。长寿元年(692)，武则天再次组集大军出击，武威军总管王孝杰、武卫大将军阿史那忠领兵“大破吐蕃，克复龟兹、于阗等四镇，自此复于龟兹置安西都护府，用汉兵三万人以镇之”。这次军事行动的胜利，不仅使唐朝重新确立了对西域的统治地位，对于吐蕃的政局也产生了极大的影响。

松赞干布死后，吐蕃大权为大论禄东赞所掌。乾封四年(667)，禄东赞病死，诸子分掌吐蕃军政大权。垂拱元年(685)，都松茫波杰受尊赞普尊号，大权仍为禄东赞家族所掌握。随着都松茫波杰年龄日增，对禄东赞家族专权日益不满。西域兵败，便成为赞普收回权力极好契机。圣历二年(699)，已23岁的都松茫波杰首先发难，禄东赞长子论钦陵兵溃，在宗喀(青海湟中县)自杀，其弟论赞德率千余人，其子论弓仁率吐谷浑7000账降唐。结束了持续近半世纪的禄录赞家族贵族专政的局面。

自武则天收复四镇至安史之乱的半个世纪，唐朝在西域地区仍保持优势，只在大小勃律(今克什米尔一带)与吐蕃发生过战争。安史之乱爆发后，唐朝“尽征河陇、朔方之将镇兵入靖国难”，西域、河陇军力空虚，吐蕃乘机卷土重来，兵锋首指河西陇右地区。广德元年(763)，陷凉州，陇右、河西诸郡大部分地区为吐蕃所占，安西四镇和伊、西两州、北庭等地与中央政府联系被切断。建中二年(781)，沙州失陷，西域更处于不利境地。虽然回纥助唐抗吐蕃，并开通了“回纥”路，但并未完全扭转唐在西域与吐蕃争斗中的劣势。至德宗贞元三年(787)，吐蕃复攻回纥，北庭、安西无援，相继陷于吐蕃。自此天山北路同河西地区的吐蕃势力连成一片。