背景
儀鳳三年（公元678年）正月，在唐高宗命令下，李敬玄接替了劉仁軌出鎮河湟地區。 但是李敬玄卻沒有將帥之才、非將帥才。
唐軍張虔勖在龍支與吐蕃交戰兩次，都獲得了勝利，斬獲的吐蕃軍首級極多。儀鳳三年（公元678年）七月，唐軍張虔勖勝利的訊息傳到唐高宗朝廷。
過程
儀鳳三年（公元678年）九月，洮河道行軍大總管李敬玄率領劉審禮、王孝傑、李謹行、契苾明、韋待價、王杲、曹懷舜、黑齒常之、婁師德等將領以及18萬唐軍攻打吐蕃。從這份唐軍將領名單上看，儀鳳三年（公元678年）的唐軍陣容實在普通，黑齒常之當時地位尚低，其他將領中，李謹行勉強算是沙場宿將，其餘的都很普通。 劉審禮率領先鋒唐軍1萬人到達青海湖以南的大非川，與論欽陵率領的吐蕃軍發生交戰，而李敬玄率領的十幾萬萬唐軍的主力沒有按期到達。（根據唐軍征討百濟和高句麗時的編制情況，唐軍每道兵力約為1萬人，而劉審禮當時擔任唐軍先鋒部隊的行軍總管，其所統兵力也是此數，約1萬人。） 李敬玄既沒有將帥之才，又懦怯，按兵不動，不去救援劉審禮。劉審禮戰沒，李敬玄想率唐軍撤退，但跋地設率領的另一支吐蕃軍占據高崗阻擋唐軍，唐軍暫時停止在承風嶺。黑齒常之在夜裡率領敢死之士500人襲擊吐蕃軍營，吐蕃軍潰亂，其將領跋地設逃走。李敬玄率領十幾萬唐軍的主力返回了鄯州。
唐軍李謹行所部在青海擊破數萬吐蕃軍。 唐軍契苾明所部也擊敗了一部分吐蕃軍。
婁師德奉唐高宗的命令收集逃散的將士，軍隊又振作起來。唐高宗又命令婁師德出使吐蕃。婁師德與吐蕃將領論贊婆會於赤嶺（今青海日月山）。婁師德宣揚唐朝威信，陳述利害，使吐蕃既敬畏又心悅誠服。婁師德被改任為殿中侍御史，河源軍司馬，兼管屯田事務。
影響
吐蕃論欽陵在評價自己的所有勝利時說“唐朝把四周的蠻戎夷狄都兼併了，即使是在海外地邊的，也沒有不被消滅的。吐蕃之所以能夠獨自存在，是因為兄弟（論欽陵論贊婆）小心，得以保全。”青海之戰保住了吐蕃的獨立。
在此戰中，黑齒常之在唐軍中嶄露頭角。在此後的唐與吐蕃的交戰中，黑齒常之多次取勝。永隆元年（680年），吐蕃軍進攻河源（青海東北部），黑齒常之擊退吐蕃軍。吐蕃論贊婆與素和貴率領3萬吐蕃軍駐紮在良非川，黑齒常之率領三千精銳騎兵夜襲其營，斬首兩千級，繳獲羊馬數萬，論贊婆與素和貴單騎逃走。 黑齒常之被提拔為河源軍經略大使。黑齒常之認為河源地處要衝，打算增兵戍守，但運輸道路遙遠而且艱險，於是增設烽火台戍守點七十餘處，開屯田五千餘頃，每年收穫糧食五百餘萬石，從此戰爭和防守都有足夠的糧食貯備。 永隆二年（681年），吐蕃論贊婆經營青海，黑齒常之率騎兵擊破吐蕃軍，燒毀吐蕃軍的糧草儲備，繳獲大量羊、馬、鎧甲。黑齒常之在邊境七年的時間，吐蕃非常害怕他。
