郭待封承担了保护辎重的任务，薛仁贵率领精锐，奔袭乌海，在河口与吐蕃军队遭遇，数万吐蕃人死伤籍枕，唐军获得的牛羊数以万计。
薛仁贵回到乌海城，派人接应郭待封的辎重。不料郭待封违反薛仁贵的安排，擅自带着辎重粮草在后面缓缓前行，被吐蕃二十万军队团团围住，“粮仗尽没”，断绝了唐军的补给和支援。
薛仁贵退居大非川，一切都为时已晚，吐蕃四十万军队已经前来迎战，唐军大败，几至全军覆没，薛仁贵也被吐蕃抓获，在没有选择的情况下，只有与吐蕃主将噶钦陵议和。议和之后，薛仁贵自带枷锁，回长安向皇帝请罪。
依照唐律，以他的丧师重罪，本应处死，皇帝念及他以往的功劳和忠心，只将他除名为庶人。“吐谷浑自晋永嘉之来，始西渡洮水，建于群羌之故地，至龙朔三年为吐蕃所灭，凡三五○年”，薛仁贵的战败颇具偶然，武则天当政的长寿元年（公元６９２年），武威军总管王孝杰、武卫大将军阿史那忠率军大破吐蕃，克复安西四镇，在龟兹重新设置安西都护府，常驻军队三万人，夺回了大唐对西域的统治地位