郭待封兵團最多也不超過六七萬人，而且還有一部分是運輸部隊，戰鬥力並不強，人數遠遠少於吐蕃。吐蕃軍隊占有壓倒性優勢，幾路大軍包抄過來，黑壓壓的一片，郭待封平日也很牛，自我感覺良好，其實隻是庸將一個，頓時間魂飛魄散，這仗怎麼打呢？
有一點他估計是沒有想到，自貞觀以來，唐軍在一次戰鬥中遭遇二十萬敵軍，是非常罕見的，可是這次讓他遇著了。戰鬥的結果沒有懸念，唐兵團被殺得丟盔棄甲，潰不成軍，郭待封隻得下令後撤，在吐蕃大軍的掩殺下，唐軍傷亡慘重，輜重車隊全部落入吐蕃之手。
薛仁貴聽到郭待封慘敗的消息後，大吃一驚，半晌說不出話來。輜重被奪，後路被截，這數萬大軍是絕對無法持久作戰，不行，必須馬上撤退。
可是遲了。
吐蕃已經集結了四十萬大軍。
吐蕃名將論欽陵展示出其軍事上的極高天賦，這一戰，他幾乎是在最短的時間內，將吐蕃所有軍事力量全部調往前線。在世界屋脊上展開前無古人的大規模軍事行動，集結如此龐大的軍隊，足見論欽陵無與倫比的組織能力。
這是吐蕃興衰的關鍵一戰。
重創郭待封兵團後，吐蕃二十萬大軍已經威脅薛仁貴的後方，而論欽陵則統率另外二十萬人馬正麵壓迫薛仁貴兵團。
論欽陵心裏十分明白這場戰事的艱巨。雖然吐蕃在數十年間不斷地向外擴張，但是從來沒有遇到一支勢均力敵的勁旅，而現在麵對薛仁貴，不僅是唐軍中數一數二的戰將，其部隊也是精銳中的精銳。膽大心細的論欽陵要創造曆史，他要以優勢兵力打破唐軍無敵的神話。
薛仁貴此時處境極為艱難。其一，郭待封被擊敗，他已沒有後援兵團了；其二，糧食輜重被奪走，他必須要盡快撤退。薛仁貴退往烏海以北的大非川，但是熟悉地形的吐蕃軍隊已經大舉反擊。
一場血戰，在高原上的大非川打響。
史書上沒有記載薛仁貴兵團的人數，筆者估計應該是在五萬人左右，最多不超過八萬人，而論欽陵投入的軍隊則是四十萬！
無論是在軍隊數量、適應高原戰鬥的能力上，還是對地形的熟悉上，吐蕃都占有絕對的優勢。更重要的是，吐蕃統師絕非泛泛之輩，而是軍事天才論欽陵。麵對吐蕃人如此明顯的優勢，即便是唐軍第一勇將薛仁貴，也回天乏力了。
這場爆發於青藏高原大非川上的大血戰，以吐蕃的完勝而告終。大唐精銳之師在吐蕃絕對優勢的打擊下，數萬人馬幾乎全軍覆沒，隻有薛仁貴、阿史那道真率少數人馬突出重圍，與郭待封的殘部會合。就剩下一丁點兒兵力了，怎麼辦？三人湊在一起討論後，決定與吐蕃統帥論欽陵議和。
論欽陵不僅是一位大將，更是一位政治家，他並不想與大唐帝國斷絕關係，於是同意議和。這樣薛仁貴、郭待封與阿史那道真等人才得以死裏逃生。
這一戰，是唐朝貞觀以來，唐軍的第一次慘敗。
唐軍不敗的神話，在大非川的那一刻被打破了。
薛仁貴發出一句莫名其妙的感慨：“今歲在庚午，星在降婁，不應有事西方，鄧艾所以死於蜀，吾固知必敗。”將大非川慘敗的原因，歸咎於星象與天命。
從表麵上看，大非川之敗，是因為郭待封違反薛仁貴的命令所致，但這隻是淺層的原因，其深層的原因，乃是大唐軍事製度的僵化。
為什麼郭待封敢違抗薛仁貴的命令？這不是郭待封個人的問題。在此之前，王文度曾經矯詔奪權，最後竟然沒有受到嚴懲，快死時還赴任熊津都督。
朝廷對將領缺乏懲罰的機製，這是因為之前唐軍百戰百勝，隻要戰場上獲勝了，其他問題就容易掩蓋過去。但無懲罰機製，使得唐軍將領越發驕橫無度，屢屢出現違反軍紀的情況，所以郭待封的問題，其本質是製度缺陷使然，終於釀成大患。
薛仁貴、郭待封、阿史那道真三人被朝廷逮捕下獄，免去一切官職，不過仍然赦免其死罪。