439年6月11日，北魏西征军从平城出发，向姑臧挺进。
拓跋焘当然还是御驾亲征，派高级咨询官、宜都王穆寿，辅佐太子拓跋晃，主持留守朝廷的各项事务，又让最高统帅、长乐王稽敬，以及辅国大将军、建宁王拓跋崇，率二万人驻防漠南，对柔然严加防范。
大军西进的同时，拓跋焘让高级官员发布文告，指控了沮渠牧犍的12项大罪，并警告他说：“你如果能率文武官员呈献贡物，远远前来相迎，在马头前跪拜晋见，这是上策，在大军抵达之后，双手反绑，携带空棺出城投降，这是中策，如果困守孤城，不及时悔过，则身死族灭，将受到世上最大的刑罚，你要权衡利害，自求多福。”
有了这项文告，魏军在名义上便成了正义之师，而不是横行侵略的野蛮之国。
7月7日，西征军抵达上郡龟兹县，稍事休整之后，拓跋焘下令留下辎重，调整各军的战斗序列，让抚军大将军、永昌王拓跋健，政府最高行政长官刘絜，与常山王拓跋素，一同担任前锋，骠骑大将军、乐平王拓跋丕，太宰、阳平王杜超，随后出发，由平西将军源贺担任向导。
源贺也即秃发贺，是已故南凉君主秃发傉檀的儿子，国破家亡之后，与家人一起投奔北魏，后被拓跋嗣赐姓源。
源贺到底是在凉州长大的，而且也很有才华，当年拓跋嗣对他很是器重，如今北魏讨伐北凉，拓跋焘特别向源贺征求破敌的良策。
源贺进言道：“姑臧城外有四个鲜卑部落，都是我祖父的旧部，我愿在大军抵达之前，先行到那里，宣扬帝国的威信，向他们分析祸福利害，他们一定会望风而降，到时候外围瓦解，只夺取一座孤城，将易如反掌。”
拓跋焘喜道：“好极！就这么干！”
8月2日，拓跋健率先领军掠夺了北凉境内的牲畜20多万，对北凉的士气造成沉痛打击，而源贺接着在外围大力招徕祖父的旧部，成绩斐然，更让北凉元气大伤。
沮渠牧犍刚开始听说魏军来袭，还有些不可思议，惊奇地问左右人员：“怎么会有这种事？”
但事实摆在眼前，就是有这种事，已不由得他不信，自知和解是无可能了，只好用王府左秘书长姚定国的计谋，一面固守城池，一面向柔然求援。
但城中将士实在按捺不住，沮渠牧犍不得已，便派弟弟、征南大将军沮渠董来，率军一万人在城南迎战，结果这一万人看到敌人的阵势，瞬间吓破了胆，居然纷纷弃甲逃亡。
北魏前锋刘絜本来有机会将这些人一网打尽，但他听信巫师卜卦之言，认为日子不利，所以召回军队不予追赶，沮渠董来得以安全逃回姑臧。
拓跋焘得知此事，对刘絜开始心生厌恶，但因大战在即，也没有多做追究，而是亲自抵达姑臧城下，派使节通知沮渠牧犍，让他出城投降。
这时候去柔然搬救兵的使节已经归来，报告沮渠牧犍说，柔然正打算袭击北魏的边塞，相信过不了多久，拓跋焘就会领军东归救援。
沮渠牧犍颇为振奋，亲自登城固守，静候敌人退兵。
然而柔然是否真的攻击北魏边塞，其中充满变数，拓跋焘是否会回军救援，更是无从得知，北凉的覆灭似乎已近在眼前，所以姑臧城中人心惶惶，沮渠牧犍的侄子沮渠祖，终于不堪忍受等死的凄惨处境，带上自己的亲信翻城投降。
拓跋焘通过沮渠祖，完全掌握了北凉的底细，急忙派出一部分军队包围姑臧。