西突厥臣服，吐谷浑被赶跑，杨广控制西域的目标得以实现。对于这些新征服的土地，杨广想着用过去的套路，亲自出巡一次，这已经成为一种常规性动作。有次，杨广和大臣聊天时，说道：“自古天子有巡狩之礼，而江东诸帝多傅脂粉，坐深宫，不与百姓相见，此何理也？”杨广认为皇帝就应该多出去转转，而南朝那些皇帝整天涂脂抹粉，坐在深宫里，也不和百姓见面，这是什么道理呢？大臣回道：“此其所以不能长世。”
古代的交通条件决定了出巡是件吃苦受罪的事儿，但为了使得四方臣服，杨广一再辛苦自己。他在位十四年，真正待在宫里的时间很少，大部分时间都是在四处出巡中度过的。与其他几次出巡相比，这次西巡无论是艰苦还是危险程度都是最大的。首先是自然条件恶劣，需要翻越四千多米的祁连山；其次吐谷浑虽然被赶跑，但残余势力还在，有可能威胁到杨广的安全。
即便如此，杨广还是决心西巡，大业五年（609年）三月，杨广离开大兴城，这次规模有所缩小，但同行的官员、皇子、妃嫔、军队仍然达十万之众。五月，到达拔延山（今青海乐都、化隆一带）猎场，为了展示大隋王朝的实力，杨广在这里组织了大规模围猎。规模有多大呢？投入的兵力有十几万，与其说是围猎，不如说是军事演习。围猎结束后，当地的土著报告说附近覆袁川（今俄博河）有吐谷浑军队，杨广派探马仔细打探，回报说是伏允统领的军队。他当即决定调动部队打击伏允，力争将伏允就地歼灭。
杨广迅速调兵遣将，命令部队四面合围，等到吐谷浑的军队进入包围圈，杨广才知道被围的不是伏允，而是吐谷浑残部。在隋军的猛烈攻击下，无力抵抗的吐谷浑亲王只好率领十万部众投降。
消除外部隐患后，杨广得以放心地继续西行，经过琵琶峡到达祁连山脚下，稍作休息后，十几万人的巡行人马排成一条长蛇阵，开始穿越祁连山大斗拔谷（今青海民乐县扁都口）的壮举。
大斗拔谷海拔很高，山路险恶，有的地方只能一人通过，更重要的是这里天气变化不定，即使是盛夏时节有时也会出现冰霜雪冻。而杨广一行恰恰遇到了非常恶劣的天气，“山路隘险，鱼贯而出，风雪晦冥，文武饥馁沾湿，夜久不逮前营，士卒冻死者大半，马驴什八九，后宫妃、主或狼狈相失，与军士杂宿山间”。杨广率领包括后妃宫女在内的队伍硬闯这道关，风雪交加，许多人浑身上下都湿了，帐篷不够，只能在外面过夜。士兵有一多半被冻死了，牲畜更是死了十之八九，在死者中有一位身份极为尊贵，便是杨广的亲姐姐乐平公主杨丽华。
杨丽华跟随皇帝弟弟巡幸张掖，在这里不幸罹难，结束了从太子妃到皇后、太后又到公主的多舛人生。临终前向杨广嘱托说：“我没儿子，唯有一女。我不怕死，只是深深怜爱女儿和女婿。我现有的食邑，乞求转赐给我的女婿李敏。”杨广答应了她。
虽然损失比较大，但六月十一日，杨广还是顺利穿越了祁连山，到达了张掖郡。在张掖的燕支山，高昌王麹伯雅、伊吾吐屯设等西域二十七国国王早已等候多时，一场规模盛大的“国际峰会”在这里举行。
“丙辰，上御观风殿，大备文物，引高昌王麹伯雅及伊吾吐屯设升殿宴饮，其余蛮夷使者陪阶庭者二十余国，奏九部乐及鱼龙戏以娱之，赐赉有差。戊午，赦天下。”各国国王或使节穿上华丽的衣服，佩金戴玉，参加宴会。大量的车马充塞在道路上，延绵几十里，可谓盛况空前。杨广大宴各位来宾，席间演奏中原乐曲，并演出了马戏，这让西域的国王或使者大开眼界，啧啧称赞。宴会结束后，杨广按照每人的等级分别颁发赏赐。这些西域的国王和使者，从来没有见过如此盛大的场面，对隋朝的强盛有了切身感受，无不心悦诚服。
杨广下诏设西域四郡，分别是鄯善（今新疆若羌）、且末（今新疆且末南）、西海（今青海湖西岸）、河源（今青海兴海东），至此西域纳入中原王朝统治范围。杨广第一次将几乎全部的青海纳入中原王朝的版图。至此，隋朝共有一百九十郡，一千二百五十五县，东西长九千三百里，南北宽一万四千八百一十五里。隋朝“国际威望”盛极一时，杨广也成为中国古代历史上唯一进入西域的皇帝，最远走到了玉门关。(www.xing528.com)
在张掖结束了“国际峰会”后，杨广决定返京，他对此次西巡非常满意，满足了“四海宾服、万邦来朝”的愿望，在由张掖返京的路上，洋洋洒洒地写下了千古名篇《饮马长城窟行》：“肃肃秋风起，悠悠行万里。万里何所行，横漠筑长城。岂台小子智，先圣之所营。树兹万世策，安此亿兆生。讵敢惮焦思，高枕于上京。北河秉武节，千里卷戎旌。山川互出没，原野穷超忽。
金止行阵，鸣鼓兴士卒。千乘万骑动，饮马长城窟。秋昏塞外云，雾暗关山月。缘岩驿马上，乘空烽火发。借问长城候，单于入朝谒。浊气静天山，晨光照高阙。释兵仍振旅，要荒事方举。饮至告言旋，功归清庙前。”
这首诗既是杨广的代表作，同时也是隋朝诗歌豪放派的扛鼎之作。在隋朝以前，有三个文学家写过同名诗，他们分别是：建安七子之一的陈琳、三国文学家陆机、西汉文学家王褒。但与杨广所作相比，陈琳的诗写得悲壮凄惨，陆机的诗只是写出了边防的残酷压力，王褒也只是写了边塞的苦寒现象而已。而杨广的这一首气魄恢宏，相当豪迈，后世有人评价道：“通首气体阔大，颇有魏武（曹操）之风。”
西巡只是序曲，高潮还在后面。大业六年（610年）正月，西域各国的国王或使者聚集在洛阳，杨广为了展示不凡气象，组织了规模宏大的文艺会演。大到什么程度呢？“戏场周围五千步，执丝竹者万八千人”，戏场周围长五千步，光是表演乐器的就有一万八千人，乐声几十里外都能听到。“自昏达旦，灯火光烛天地，终月而罢，所费巨万。”不仅规模大，而且持续时间长，每天从黄昏到清晨，彻夜不歇，灯火把整个洛阳城照得如同白昼一样，足足搞了一个月，花费相当巨大。更可怕的这只是开始，“自是岁以为常”，从此每年都这样，变成了年度例行活动。
西域各国的人算是开了眼，被隋朝的繁荣富丽所迷倒，纷纷请求来洛阳的市场考察一番，为将来做生意做准备。杨广爽快答应了，为了给这些胡人更难忘的印象，杨广下令“整饰店肆，檐宇如一”，整修装饰店铺，屋檐样式整齐划一。为了不影响国家形象和市容市貌，街市上的人全部发放全新衣服，就连卖菜小贩，座位下也垫起高档的龙须席。
更有意思的是，杨广下令只要有西域的嘉宾经过，饭馆必须主动邀请他们进去吃饭，酒足饭饱后，一律不允许收饭费，完全是白吃白喝，所有费用最后都由国家来报销。并给出了统一的答复口径：“中国丰饶，酒食例不取直。”隋朝太富有了，根本不在乎这点酒钱饭费。
杨广还要求将路边的树上都缠满绸缎，在冬天营造出繁花似锦的景象，这让一些胡人感到不解，他们说：“你们这也有贫苦的人吧？也有衣不蔽体的人吧？你们为什么不把这些绸缎给那些没饭吃没衣穿的人，为什么非要把它缠在树上呢？”这问题还真不好回答，“市人惭不能答”。
在杨广的脑海中，只有大隋恢宏的气象，根本就没有穷人这个概念，为了让外人感受到富足繁华，花费一些钱财在所不惜。在他看来，没有花钱的不是，想做一个流芳千古的伟大帝王，这一切都是必不可少的代价。每次盛大活动的细节，杨广都考虑得很周全，但独独没有考虑底层百姓的承受能力。从小到大没有吃过任何苦的杨广，在他眼中，这些民众提供粮食、布帛和劳役理所应当，不应成为他们的负担，而应当是他们的骄傲。
如今，杨广觉得越来越接近自己的目标了，一项又一项浩大工程顺利完工，边境太平，相安无事，西域又重新纳入了大隋版图。他想干的事没有一件干不成，只要有想法，就会有收获，杨广此时的感觉好极了。
只是杨广很快遇到了一件干不成的事，便是无法征服东边的高句丽，而且令他万万没想到的是，他所有的宏大理想竟然被这个不起眼的小国所粉碎。
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