西域高昌国(都高昌城,今新疆吐鲁番东南高昌旧址)王麴文泰早在宪武十四年就曾亲自到镐京觐见王俊凯,贡献方物。后麴文泰依附匈奴,阻遏西域各国通过其境向唐入贡,并发兵袭扰内附的伊州(都今新疆哈密)、焉耆(都员渠,今新疆焉耆西南)等国。由于高昌位于秦帝国通往西域各国的交通要道,地理位置重要,故王俊凯决心除掉这个障碍。
宪武二十四年(112年),王俊凯征召麴文泰入朝,麴文泰称疾不至。十二月初四,王俊凯诏令王源为交河道行军大总管,左屯卫大将军薛万均为副总管,率步骑数万及匈奴、鲜卑之众征讨高昌。
宪武二十五年(113年)八月,麴文泰闻秦朝已起兵,遂对国人说:
西域国王唐国离我们有七千里远,沙漠盐碱地二千里且无水草,冬风刺骨,吹裂肌肤,夏风如火,到这里的商人都寥寥无几,哪里能拍派大军前来?即使他们能围困我们的城池,一二十天后,他们的粮食吃完了就会溃败,我们就可以击败他们了。有什么好忧虑的呢!
的确如此,王源大军进入大漠后,大漠昼夜温差极大,水草匮乏,军队补给也难以为继,很多将士经不住冻饿疲惫。埋骨黄沙,军队减员幅度非常大。然秦军在熟悉当地地形的契苾何力引领下抵达碛口(似为今新疆轮台地区)时,麴文泰忧惧而死,其子麴智盛即位。
而走出沙碛,对能征善战的王源来说,攻伐高昌一战已经成功大半,面对高昌数倍于己的军力。王源认为,秦军中的辛存的军队虽然疲惫不堪,但作战能力强,意志旺盛。高昌军队虽多,但其国主麴文泰惊俱致死的校息对其军队的战斗力造成不小的打击,在这种情况下,平定高昌定可一鼓而定。
王源率兵进至柳谷(今新疆吐鲁番西北)时,探马禀报说文泰近日即将安葬,高昌国内人士都聚集在葬地。诸将闻听此报,请求趁机进行突袭。王源则认为:
王源不行,陛下因高昌国骄慢无礼,派我替天行道前往讨伐,如果现在在坟墟墓地之间袭击他们,就不是问罪之师了。
王源否定了偷袭的建议,但实际上已经另有打算,他敏锐的判断出此时进攻高昌别的城池更有胜算。于是擂鼓进军,进抵田地城(今新疆鄯善西南鲁克沁)。高昌固城自守,王源下书谕之,高昌守军也不回应。王源遂于清晨发动进攻。在出征前,王俊凯深道在远离中原作战,即无援军,又无后勤保障,所以必须速战速决,为此王俊凯征集了一些善于制造攻城器械的工匠从军。
王源于是砍伐树木,填在护城壕中,推撞车撞击城墙上齿状的矮墙,从数丈高的地方坠落在穴中,用抛车发射石头攻打敌军城内,所挡住的地方无不打得粉碎,有的士兵张挂毡被,用作屏障向城内抛石头,城上守卫女墙的敌兵不能再站立下去。到了中午时便攻下田地城,俘男女7000余人。