王源随即命中郎将辛獠儿为前锋,于当夜直趋高昌城。麴智盛率军迎战,被击败后退保都城。秦军力继至,直抵其城下。麴智盛走投无路,便给王源来信说:
西域国王有罪于大秦陛下的,是先王。上天施加的惩罚,已身死离去。智盛即位不久,不知先王罪过的由来,希望太尉哀怜。
王源回信答复说
王源如果能悔罪,应当自己捆住双手站在军营的门口。
但麴智盛仍坚守不出。王源遂命将士填堑攻城,又造高5丈可以俯瞰城内的巢车,对城内动静了如指掌。城内行人走动以及飞石所中目标,在巢车上的人都大声告知秦军,以至高昌人皆在屋中躲避飞石。奉命前来救援高昌的昆凌军畏惧秦军威势,也在可汗浮图城(今新疆吉木萨尔北破城子)投降。麴智盛见大势已去,被迫于八月初八开门出城投降。王源继续分兵略地,共攻下3郡、5县、22城,得户8046,人口3.77万,马4300匹,占地东西800里,南北500里。秦在其地置西州,在可汗浮图城置庭州。二十一日,又置安西都护府于交河城(今新疆吐鲁番西北雅尔湖村附近),留兵镇守,而后刻石纪功而还。此战,秦打通了去西域各国的通道,促进了和西方诸国的联系,同时也起到遏制匈奴的作用。
王源征讨高昌时,曾派人约焉耆(都员渠,今新疆焉耆西南)与他们合围高昌,焉耆国表示愿意听命。待到攻克高昌后,焉耆王到秦朝军队营地拜见王源,并请求归还曾经被高昌夺去的三座城池,王源禀报朝廷后,将三城连同高昌所掠的焉耆百姓如数归还。从而保持了两国之间的良好关系。
九月,王源带高昌王智盛及其贵族大臣还朝。至此,秦朝疆域“东极于海,西至焉耆,南尽林邑,北抵大漠,皆为州县,凡东西九千五百一十里,南北一万九百一十八里。”
十二月初五,王源将高昌俘虏带到含元殿。王俊凯非常高兴,在朝中大摆宴席,三日才散。
王源灭高昌国时,由于没有奏请朝廷便自作主张委任官员,同时还私自掠夺大量的珍奇宝物,手下将士知道后,竞相偷盗,王源恐其事被发,不敢制止。此时有司以此事对其进行弹劾,王俊凯遂下诏将王俊凯等人拿入狱中。
左丞相易烊千玺认为功臣大将不可轻加屈辱,便上疏道:
易烊千玺王源等处在辅佐朝廷的地位,有的职位也是亲信助手,一起蒙受朝廷的提拔,担当将帅的重任,不能正身奉法来报答陛下的恩泽,行为恣情放肆,罪大恶极,确实应当按刑法制度量刑,以此严肃朝廷的伦理道德。但高昌糊涂迷惑,人与神共同抛弃,在朝廷中商量国政的,认为高昌地在远荒,都想把高昌置之度外。只有陛下运用独有的远见和智慧,亲授决胜的策略,王源等奉行圣上的策谋,才能够按期平定消灭高昌逆贼。如果论事实,都是陛下的功绩,王源等有长途跋涉之劳,不足以称赞他们的功勋。然而陛下天赋的德行不主宰,却把功绩推给将帅。不封的文书刚到,就降大恩,从征的人,都受到滋润洗荡。到他们凯旋时,特此蒙受私宴,又对万国,加以重赏。内外文武,都欢欣陛下赏赐及时。而没有经过十天半月,又都交给掌刑法的官吏,虽然是王源等自己触犯法律,而在朝的人却不知道他们所犯的罪,恐怕国内又疑心陛下只记录他们的罪过,好像遗漏他们的功绩。臣因为低才,错误地参与得到受宠爱的职位,既然有自己的见解,不敢默不开口。