吕光率军在茫茫戈壁和沙漠中行进300多里,进至焉耆,国王泥流率其旁国投降,唯龟兹王帛纯据城抗御。吕光命部众在龟兹城南集中,每5里设一营,挖战壕、筑高垒。吕光指挥军队攻城,至次年七月,龟兹王渐渐不支,向狯胡(另一少数民族)请求援兵。狯胡王派其弟呐龙、侯将馗率骑兵20余万,另集中温宿和尉头等国军队共70多万人救援龟兹。西域各国部众弓马便利,善于使矛,铠甲坚硬,箭射难入,战斗力很强。吕光军惧。诸将欲每营摆阵,吕光认为敌众我寡,各营相隔,力量分散,不利抗敌。遂令各营聚于一地,又操练勾锁之法,另派精骑作为游军,随时补充各个缺口。双方在龟兹都城屈茨(库车东)西展开决战,吕光军大胜,斩杀万余。帛纯急忙收拾珍宝出城逃走,王侯降者计30余国。吕光率军入城,发现建筑布局模仿长安,宫室壮丽。西域各国害怕吕光的威名,竞相贡奉归附。吕光远征西域的胜利为尔后建立后凉政权奠定了基础。