383年正月,吕光帅领7万步兵、5千骑兵从长安出发,开始西征。同年苻坚领兵南下,进攻东晋。吕光大败西域联军,降服三十多国。回师途中占据凉州,建立割据政权,史称后凉。
吕光凭借手中的近十万精锐称霸十余年,同时对西域也进行了有效的管辖。不过由于吕光严刑峻法,加上凉州民族形式复杂,后凉政权陷入分裂之中,势力渐衰。
吕光的先世是汉高祖刘邦皇后吕雉的族人,周勃等诛灭诸吕时,其先人逃脱,西奔与氐人杂居,世代为当地大族。吕光的父亲吕婆楼是前秦官员,曾辅佐前秦天王苻坚登位,立有大功,官至太尉。
吕光不喜欢读书,性格沉着刚毅,端庄稳重,而且为人宽厚有大量,喜怒不形于色。于是吕光被推举为贤良,担任美阳县令,前秦境内外各族百姓都对他心悦诚服。不久升任鹰扬将军。
苻坚平定山东之后,兵马强盛,于是产生图谋西域的想法。
建元十八年(382年)九月,车师前部王弥寞、鄯善王休密驮到前秦都城长安,朝见苻坚,说:“大宛诸国虽通贡献,然诚节未纯,请乞依汉置都护故事。若王师出关,请为乡导。”苻坚于是任命吕光为使持节、都督西讨诸军事(一作都督西域征讨诸军事),率领凌江将军姜飞、轻车将军彭晃、将军杜进和康盛等人统领七万(一作十万)步兵、五千铁骑,前往征讨西域。并以陇西人董方、冯翊人郭抱、武威人贾虔、弘农人杨颖担任四府佐将。
建元十九年(383年)正月,吕光从长安出发,临行前,苻坚的太子苻宏拉着吕光的手说:“你器宇相貌不同寻常,必定有大福,应该好好保重自爱。”
吕光率军行至高昌(今新疆吐鲁番东南),得知苻坚攻打东晋,吕光想要再等待下一步的命令。部将杜进说:“节下受命去西方,应当尽快参与战事,有什么不明白的,还要等待呢!”吕光于是挥军前行。吕光率军在茫茫戈壁和沙漠中行进三百多里,皆无水草,将士们很恐惧。吕光鼓励将士说:“我听说李广利精诚感动天地,涌出飞泉,我们难道就没有一点可以感动天地的吗!皇天必定会帮助我们,各位不必担忧。”不久下起大雨,平地涨起三尺水。吕光于是进军到达焉耆,焉耆国王泥流率领他旁边的属国请求投降,唯独龟兹(今新疆库车)王帛纯据城抗拒吕光。
吕光命部众在龟兹城南集中,每隔五里设立一个营寨,挖战壕、筑高垒,到处设下疑兵,用木头做成人形,给他们穿上锁甲,罗列在营垒上。帛纯驱赶城外的人迁进城里,附庸龟兹的侯王各自环城固守。
吕光于是指挥军队攻城,吕光军攻城很急,至建元二十年(384年)七月,帛纯渐渐不支,于是用全国的财宝去向狯胡(另一少数民族)请求救援。狯胡王派其弟呐龙、侯将馗率领二十多万骑兵,并且带领温宿、尉头等国国王,共七十多万人来救他。西域各国部众熟悉弓马,善长使矛,铠甲坚硬,箭射难入,战斗力很强。并以皮革绳索做成套索,纵马向人投掷,有很多人被套中,吕光军士兵非常怕他们。将领们都想将各营结成阵势,部署军队来抗击他们。吕光说:“敌众我寡,营垒相距又远,力量分散,不是好办法。”于是迁移营垒互相连结成阵势,操练勾锁战法,用精锐骑兵做游军,弥补有缺缝的地方。双方在龟兹都城屈茨(今新疆库车东)西部展开决战,吕光军大获全胜,斩杀一万多人。帛纯急忙收拾珍宝出城逃走,王爷诸侯投降的有三十多个。
吕光率军入城,犒赏将士,作诗表达自己的心情志向。看到龟兹的宫殿很壮丽。就让参军段业作《龟兹宫赋》来讥刺他们。西域人生活很奢侈,注重生活享乐,家中贮藏有葡萄酒,有的达到上千斛,历经十年不腐败,士卒中有不少人先后沉溺在美酒之中。西域各国畏惧吕光的威名,纷纷来表示效忠归附。吕光为安抚龟兹,于是立帛纯的弟弟帛震为龟兹王。吕光平定西域,威信恩德都很高,胡人王公中桀惊狡黠而以前没有宾服的,现在不远万里都来归附,献上汉朝赐给他们的符节印信,吕光都给予表彰并换发符信。吕光远征西域取得军事胜利的同时,也为日后建立后凉政权奠定基础。
苻坚得知吕光平定西域后,任命吕光为使持节、散骑常侍、都督玉门以西诸军事、安西将军、西域校尉,由于关中战乱,道路断绝,所以未能通达任命诏书。