来了大秦南征的消息。吕光当时便有些犹豫，自己要不要率军回头，参与南征晋国的行动。
手下大将杜进进言：“我们的使命是西征西域诸国，如今已抵达高昌国，当开始完成我们的使命才是。大秦集结百万大军南征，实力绰绰有余，并不缺我们这七万兵马。再说，此刻回头，数月时间才能抵达战场，到那时战事怕是早已结束了，岂不是白白的奔波一场？到头来西征使命没完成，攻晋国也没参与，岂不尴尬？”
吕光认为言之有理，于是依着杜进之言开始了征服西域之旅。
穿越数百里的沙漠之后，当年秋天，吕光攻占了西域焉耆国。周边的附属小国纷纷投降，唯有龟兹国国王帛纯坚壁清野，率众坚守其都城延城。吕光陈兵于城下，挖掘壁垒建造工事与之相持。次年三月，帛纯以重金秘密联络西域狯胡国、温宿国、尉头国等三十余西域大小国家，联合起兵进攻吕光的西征兵马。兵马一度号称有七十万之巨。
吕光沉着应战，克服西征将士畏敌心理，结阵以工事相抗。战至五月，西域大军耐不住性子，终于发动全面进攻。吕光大军依托优势地形阻击，并以精锐铁骑袭扰其后，大破西域兵马。此战光斩敌便达万余，俘虏敌人数万之众，西域联军尽皆溃散。抓获三十余国的领军王侯和部落首领便有百人。
龟兹国主帛纯弃城而逃，大军进据延城。这一战之后，西域诸国再无斗志，纷纷前来表示臣服大秦，愿意纳贡称臣依附大秦。甚至有远在数干里之外，根本没有参与这次战斗的西域小国也派使者前来，表示对大秦臣服。
吕光命人将战况送回大秦，禀报苻坚。只是他不知道的是，大秦已经在去年兵败淮南，大秦境内已经叛乱纷起，风雨飘摇了。
苻坚确实在两个月后得到了吕光征服西域的捷报，他派人前往传旨，封吕光为散骑常侍，都督玉门以西诸军事，安西将军，西域校尉，进封顺乡侯。并且命吕光班师回朝。只可惜，当时姚苌已反，慕容冲正在逼近长安，西北大乱。向吕光传旨的队伍出长安之后遭遇姚苌乱军，被尽数射杀，无一幸免。这份圣旨永远也到不了吕光的手中了。
龟兹国是西域大国，富庶奢华。作为占领军，吕光大军在龟兹国中日子过的很滋润，兵士们都有些乐不思蜀之意。吕光一直很犹豫，既想留在龟兹国，又思念故国，想要回大秦。加之消息闭塞，不知大秦消息，故而甚为纠结。
一日吕光前往龟兹佛寺敬香，得遇西域高僧鸠摩罗什坐坛讲经，吕光得以与之交谈。鸠摩罗什