西突厥统治者挑唆麴文泰搞分裂的阴谋失败后，又以武力挟制焉耆王和龟兹王反唐。
　　又经过了一些生生死死，大大小小的战争，龟兹最后归于西突厥的统治之下。西突厥对龟兹的控制是严格的。西突厥自建国之后，为了镇守和管理的方便，设有两个官署，一称大牙，一称小牙。“牙”也指牙旗，将军的旗帜，泛指军队。这就是说，西突厥奉行的是军事化治国，对内搞镇压，是其军队的主要功能。对于龟兹，西突厥以“牙”统治，苛捐杂税严厉盘剥，严格限制龟兹古国的兵力，只容许其拥有数千人，是龟兹古国历史上拥兵最少的时期。
　　唐朝建立以后，西域诸国虽然仍与唐朝政府建立着联系，但这种联系只是礼节礼貌式的，并没有实质性的联系。这是唐朝政府所不能允许的。
　　公元647年，唐太宗责令左骁卫大将军阿史那社尔合兵十余万，讨伐龟兹。唐军进至离龟兹城百余里处，恰与龟兹王相遇。其时，龟兹王统兵5万，而他看到的唐军却只有千余骑(唐军先头部队)，兵少力单，便认定一击即溃，于是挥师杀将上来。唐军先头部队奉命伪败，弃甲后退三十余里，即与另一支唐军部队合为一股而调头反击，至此，龟兹军才发现已经中计，急令撤退，但已经来不及了。唐军从两侧势如破竹般压了上来，一时间龟兹军军心大乱，无序溃退，死伤过半。龟兹王在贴身侍卫的保护下回到都城，魂魄未定，唐军就围了上来，准备攻城。龟兹王自知大势已去，遂弃城而逃。
　　唐军入城。阿史那社尔大将军留部将郭孝恪守城，自己亲率大军紧迫龟兹王于拔换城，一攻即克，生擒龟兹王。只有龟兹国相趁乱逃走，求兵于西突厥，得万余人，即反攻龟兹都城，破城，唐军部将郭孝恪阵亡。
　　但龟兹国相并没能得手。唐军闻讯，阿史那社尔统兵驰援，收复失城，龟兹国相遂为唐军的阶下之囚。阿史那社尔知道将龟兹国相留在西域有害无利，即将其连同同党械送长安，另立新王，设置都护府于龟兹。唐军第一次讨伐龟兹到此结束。
　　11年后，即公元658年，唐军第二次讨伐龟兹。之所以讨伐，当然还是龟兹国的摇摆不定。这是公元658年的事。阿史那社尔大军撤离之后，龟兹贵族内部即发生争论，派系之争愈演愈烈，以至于新王到了有名无实的地步，“由是君臣猜阻，各有党与，互来告难”，龟兹城里一片混乱。唐朝派使前往调解，却遭到龟兹方面的拒阻，继而公开反叛，归降于西突厥。
　　唐高宗李治闻讯大怒，即命左屯卫大将军杨胄发兵讨伐龟兹。于是，杨胄统兵，星夜兼程，风餐露宿，直逼龟兹。进入龟兹境内之后，即与龟兹军开战于师城下，唐军以摧枯拉朽之势，首战破城，叛军首领及其党羽，尽皆诛之。并将安西都护府迁至龟兹。