袁天纲一回到长安，在朝堂上就遇到这样一件大事：贞观八年（公元634年）十一月一十八日，慕容伏允又听信天柱王谗言，派吐谷浑大军侵扰凉州。
李世民接到凉州都督李大亮的急报后，连忙在太极殿召集群臣商议讨伐吐谷浑的事。
李世民问袁天纲：“袁爱卿，上次你献灭吐谷浑三策，你曾出使过吐谷浑，最了解吐谷浑的国情，朕现在问你，现在是到讨伐吐谷浑的时机？”
袁天纲干脆地答道：“上次我假装腾格里附体，教训慕容伏允：吐谷浑撮尔小国，竟然不知感恩，以小欺大，侵扰大唐边境，必然会重蹈二十六年前被灭国的覆辙。”
李世民听罢就下定决心，于是下诏书大举讨伐吐谷浑。李世民想让李靖做主帅，担心他以年老为由推辞，就试探地问询他是否愿意领兵征讨？李靖慨然应允，李世民龙颜大悦。
于是，李世民下诏命：
“李靖为西海道行军大总管，节度调遣各路军队，亲率兵二万；
侯君集为积石道行军总管，领兵二万人；
任城王李道宗为鄯善道行军总管，领兵一万五千人；
凉州都督李大亮为凉州道总管，领兵一万五千人；
岷州都督李道彦为赤水道行军总管，领兵一万五千人；
利州刺史高甑生为盐泽道行军总管，领兵一万人；
契苾何力率契苾部落五千骑兵；
唐军共计十万人一起征伐吐谷浑。”
贞观九年（公元635年）三月二十日，经过三个月的兵马、粮草集结准备，李靖率领唐军自鄯州出发，契苾何力率契苾部落五千骑兵自沙州出发，大军深入吐谷浑境内。
四月初八，任城王李道宗率领一万五千唐军在库山首战大捷，打败了吐谷浑可汗慕容伏率领的吐谷浑军队。慕容伏允采取“坚壁清野”战术，焚烧草场，率领吐谷浑军队、驱赶着牛羊逃入沙漠。
库山脚下，李靖召集众将领开军事会议，众将领均认为：“慕容伏允采取坚壁清野战术，焚烧野草，逃入沙漠避战。现在唐军的战马没有草吃，将士们现在疲倦瘦弱，不可深入敌境”。
侯君集说:“如今吐谷浑人在库山战败之后就抱头鼠窜。现在吐谷浑内部君臣相背离，父子相失散，攻取他们如拾草芥，此时不趁机追击，事后必定后悔。”
袁天纲因熟悉吐谷浑内部情况，也随大军出征。李靖便问袁天纲：“袁司仪，你意下如何？”
袁天纲答道：“慕容伏允现在是黔驴技穷，才躲进沙漠避战。我们应效法隋朝宇文述灭吐谷浑一样，猛追穷寇，一战定乾坤！”
李靖听从侯君集与袁天纲的意见。命令兵分两路进军:李靖与薛万均、李大亮由北道进军,侯君集与任城王李道宗由南道进军。一路上“七战七捷”，大获全胜！
“一战一捷”：四月二十三日，李靖率唐军在曼头山打败吐谷浑，斩杀吐谷浑十多位部路王,获得牛羊十余万头，以充军粮。
“二战二捷”：四月二十八日，李靖率唐军又在牛心堆与赤水源打败吐谷浑。
“三战三捷”：五月, 侯君集带兵在荒无人烟的境地行军二千余里，在路过破逻真谷时，没有水源，唐军吃着雪继续行军，终于在乌海追到了慕容伏允的吐谷浑主力，唐军就冲过去一顿猛杀，把慕容伏允打得大败，俘获了不少吐谷浑人。
“四战四捷”：薛万均、薛万彻兄弟俩带兵在赤海打败天柱王率领的吐谷浑军队。在赤海之战，薛万均、薛万彻过于轻敌，仅率领三千轻骑先行进军，在赤海被吐谷浑军队团团围困，兄弟俩都受了伤，仍拼死抵抗，身边的三千骑兵死亡二千人。契苾何力见到薛万均、薛万彻兄弟俩被围，亲自率领五千部落骑兵援救，不仅把薛万均、薛万彻兄弟俩援救出来，还大败天柱王军队。
“五战五捷”：李大亮带兵在蜀浑山打败吐谷浑。
“六战六捷”：任城王李道宗带兵在居茹川打败吐谷浑。
“七战七捷”：李靖率领唐军经过积石山河源，来到且末（今新疆且末）， 且末地处吐谷浑西部边境。李靖听说慕容伏允在突伦川，将要逃奔到西域于阗国，契苾何力要追赶袭击他，薛万均耻于上次赤海之战的失利，又担心契苾何力再立战功，坚持不同意契苾何力追击。
契苾何力说:“吐谷浑人没有城郭，逐水草而迁徙，假若不趁他们聚居时消灭他们，一旦吐谷浑人化整为零逃散，就难以聚歼他们。”
于是，契苾何力亲率契苾部落五千多骑兵直赶突伦川，薛万均无奈，只好率领军队跟从他的后边。沙漠中缺水，将士们就刺取马血饮用。
终于，唐军在沙漠中找到慕容伏允的临时牙帐，立刻吹响号角，奋力进攻慕容伏允的临时牙帐，斩首数千级，获取牛羊二十余万头，慕容伏允脱身逃跑，俘虏了光化公主与尊王等吐谷浑贵族。数日后，慕容伏允与天柱王在逃亡中被部下所杀。
灭吐谷浑之战后，李靖率领唐军凯旋而归，才知道太上皇李渊已于四月初六在垂拱殿逝世，享年六十九岁。李世民已辍朝多日，听闻李靖他们回长安了，不顾国丧亲自在太极殿慰劳唐军将领。
薛万均为了贪功，极力排斥、诋毁契苾何力。契苾何力当场愤怒，拔刀起身要杀薛万均，众将领连忙劝阻住他。李世民因此责备契苾何力, 契苾何力就讲出赤海之战的具体情况。李世民发怒，要将薛万均免职严惩。
契苾何力却为薛万均求情：“圣上因为我的缘故而解除薛万均的官职，会让人认为圣上重视胡族将领而轻视汉族将领，以讹传讹，胡汉之间的争斗必然会多起来。而且会使胡族将领认为汉族将领都像薛万均，将会产生轻视汉族将领的心理。”
李世民认为他的话说得好，便没有处置薛万均。同时，李世民下诏命：任命契苾何力为守卫玄武门的千牛卫大将军（正三品），还将大唐宗室临洮县主下嫁给契苾何力。
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