隋炀帝派军屯田驻守，正式把青海划入隋朝版图。
隋炀帝继续西行来到张掖郡。张掖是隋朝靠近西域的一个郡。西域人多在这里跟隋朝进行贸易。
喜欢大场面的隋炀帝让张掖官府组织周边百姓会聚张掖，盛装迎接自己的到来。同时他带来的魔术杂技表演团在张掖公开演出，吸引西域人来张掖。
西域27国使臣闻风赶到张掖。他们想实地探探隋朝的虚实，结果一看隋炀帝这排场，果然是大国的做派，顿生敬畏之心。
隋炀帝虽然已经年过不惑之年，仍然神采奕奕、精神矍铄。他缓步走下观风行殿，环视四周，频频向大家挥手致意。欢迎队伍里，有边境驻军的隋朝官兵指战员、有当地自发组织起来的各界群众，也有西域27国的使团代表。他们有的欢呼：热烈欢迎！欢迎、欢迎、欢迎！有的欢呼：吾皇万岁！万岁、万岁、万岁！西域人则用西语欢呼：wel-e！e、e、e！场面隆重而热烈。
隋炀帝不顾旅途劳顿，在观风行殿上接见了前来朝见的西域二十七国首脑或使臣。宾主双方就双边关系、经贸往来及共同关心的问题进行了亲切友好的交谈。二十七国君主一致表示承认隋朝的宗主国地位，并就解决双方边界领土问题达成共识。高昌王、伊吾吐屯设等献地数千里。隋炀帝愉快地接受并随即设置西海（青海湖西）、河源（青海兴海东南）、鄯[shan]善（今新疆若羌县）、且末（新疆且末南）四郡，设官统辖。
甘肃、青海、新疆等地从此成为中国领土不可分割的一部分。
隋炀帝在会谈中还热情地邀请西域二十七国派商贸代表团访问中国。西域二十七国对此表示感谢并愉快地接受了邀请。
隋炀帝启程返国。他回去的时候没有从青海原路返回而是从甘肃返回陕西，想继续巡视西部边境。
在路上遇到暴风雪，隋炀帝一行人顶着暴风雪艰苦跋涉。官兵被冻死大半。隋炀帝的嫔妃、公主都走丢了，跟士兵们混杂在一起。骡马损失殆尽。
捱过风雪路，隋炀帝最终回到国内。
虽然此次出巡最为艰险，但收获却是最大的一次。隋朝的版图向西北延伸至中亚。加之在此之前隋炀帝已经派兵征服了越南。隋朝版图向东南延伸至印度支那。隋朝现在的疆域横纵都在万里上下。不仅隋朝的版图，隋朝的强盛也在此时到达顶峰。
隋炀帝西巡不仅扩大了疆域，威慑住四邻，还恢复了丝绸之路。他的东都业已修好，大运河也基本完工。虽然出现不堪重负的百姓叛乱，但规模尚小还在控制之中。如果隋炀帝就此罢手休民养息，他将成为与汉武帝、唐太宗齐名的一代名君。他的谥号将可能是隋武帝而不是隋炀帝。
“武”的意思是睿德威强，开疆扩土。
“炀”的意思是：残暴虐民、众叛亲离。
当年汉武帝也非常烧包，大兴土木，穷