了一些附屬國家的軍隊，組成了一支以唐軍為主的多國部隊，開始了對小勃律的遠征。
從龜茲到小勃律，需要翻越世界屋脊，艱險程度可想而知。由於路途漫長，出發時是初秋，到小勃律國都時已是冬天。
兵臨城下後，唐軍二話不說，立即攻城。
小勃律國王望著城下黑壓壓的唐軍，有點迷惘。看唐軍這架勢，是要滅了他小勃律啊。一害怕，國王叫人停止抵抗，派使者前往唐軍大營，表示願意繼續歸順，不但把手裏的五色玉都獻給唐天子，而且還拿出他們小勃律的名玉。當時，小勃律確實也產玉。杜甫曾有詩雲：“勃律天西采玉河，堅昆碧碗最來多。”
但被王天運一口拒絕。
這位傲慢的將軍縱兵攻城，攻陷小勃律國都後，放縱唐軍大肆殺掠。國王雖化裝跑掉了，但唐軍俘虜了三千多國民。
就這樣，帶著戰俘以及包括五色玉在內的大量珍寶，唐軍踏上東歸之路。
唐軍撤走的晚上，小勃律的一位精通占星術的長老，在觀看星象後，徐徐道：唐人殺掠無算，此番東去，必遭大風雪。
此時已是深冬。唐軍重新翻越帕米爾高原後，來到一麵大湖旁。
當日天色昏暗，暴雪飛降，氣溫猛落。與此同時，大風驟起，激起的湖水，凍成了冰柱，隨後冰柱又被吹斷。一時間，仿佛末日來臨。入夜後，天氣更冷，結果是：唐軍除漢、胡各一人生還外，其他士兵都被凍死。所俘小勃律國民，因生性耐寒，盡逃而去。
生還的漢人正是王天運將軍。天運僥幸跑回龜茲，向夫蒙靈察報告，後者大驚，又飛報長安，玄宗得知消息後並不相信，叫人星夜兼程現場查看。
使者馳至那大湖邊，見湖邊冰柱如山。隔著透明的冰山，可以看到湖邊唐朝士兵都已被凍成冰屍，或立或坐，姿態各異，仿佛冰雕。使者瞠目結舌，急忙返回，行了一段路後，再回頭遙望，隻見湖水茫茫，眾屍消失，一切仿若夢幻。
這則秘聞披露在晚唐段成式所著的百科全書般的誌怪筆記《酉陽雜俎》中：“天寶初，安思順進五色玉帶，又於左藏庫中得五色玉杯，上怪近日西進無五色玉，令責安西諸蕃，蕃言：‘彼嚐進皆為小勃律所劫，不達。’上怒，欲征之。群臣多諫，獨李右座讚成上意，且言武成王天運謀勇可將，乃命王天運將四萬人，兼統諸蕃兵伐之。及逼勃律城下，勃律君長恐懼請罪，悉出寶玉，願歲貢獻，天運不許，即屠城，虜三千人及其珠璣而還。勃律中有術者言：‘將軍無義，不祥，天將大風雪矣。’行數百裏，忽起風四起，雪花如翼，風激小海水成冰柱，起而複摧，經半日，小海漲湧，四萬人一時凍死，唯蕃漢各一人得還。具奏，玄宗大驚異，即令中使隨二人驗之。至小海側，冰猶崢嶸如山，隔冰見兵士屍，立者坐者，瑩徹可數。中使將返，冰忽消釋，眾屍亦不複見。”
此戰，王天運所率唐軍雖攻入小勃律國都，但最後卻亦真亦幻地葬身於大湖邊。
在暴風雪的襲擊下，大軍一夜之間被凍死？在概率上說，也不是一點可能都沒有。征伐小勃律，須翻越帕米爾高原，作為世界屋脊，這一帶屬高寒氣候，雪野冰川隨處可見，何況唐時氣候還沒變暖，夜間更是寒冷異常，加上暴風雪驟起，達到極度深寒是大有可能的。至於最後屍體不見，或為冰柱消融，使得湖水暴漲，卷屍入湖，也未可知。從貞觀到天寶年間，在西域作戰的唐軍，經常出現一夜間凍死凍傷大隊人馬的事。
無論如何，這支軍隊最後奇異地消失了。
關於王天運伐小勃律之戰，史書上記載得比較模糊，隻有零星片語散見於唐人筆記。甚至有人認為，雖然史上確有王天運其人，但卻根本就沒有這次遠征。不過，依據當時西域的形勢，假如完全否認這次遠征，也未必就一定更靠近真相。