石堡城之战，乃是唐玄宗时期一场相当重要、且伤亡十分惨烈的战役。自吐蕃松赞干布统一青藏高原以来，吐蕃和唐朝两大强国便在青海湖一代展开了激烈的争夺。到了唐玄宗年间，唐朝在唐蕃战争中逐渐占据了主动权。在大唐战神王忠嗣的主持下，唐朝屡次进攻吐蕃，攻下了大片土地。
唐玄宗十分重视西北地区的形势,把重兵锐卒集中在河陇,以抵御、抗击吐蕃的入侵。洮河流域尤其是今临潭、卓尼一带成为双方反复争夺的目标。开元( 713— 742年)初年,吐蕃占据了河湟门户的战略要地建置石堡城，作为侵唐据点。玄宗也看到了石堡城极高的军事价值,几次下令攻拔之。
从石堡城的地理状况看，可以用一夫当关，万夫莫敌来形容。此地“西控诸蕃,东屏两郡(天水、陇西) ,南俯松叠,北蔽河湟,西南之要害也。… … 洮阳奠磐石之安,秦陇保金汤之固。是唐王朝西北、西南边境的屏障,犹如河湟门户,而石堡城又是其咽喉之所在。
为了攻取此城，唐玄宗曾于公元729年征发朔方雄兵，一举而克之。公元742年，吐蕃大举反扑，重新攻占了石堡城，并大量增兵防守。此后,皇甫惟明、董延光先后奉命攻夺,都未能成功。玄宗对此一直耿耿于怀,常引以为憾。
其后，在王忠嗣的策划，唐朝大将哥舒翰屡次击溃吐蕃，而攻取石堡城的机会便再次显现。749 年(天宝八年)六月,玄宗命陇右节度使哥舒翰率陇右、河西及突厥阿布思部加上朔方、河东兵六万三千余人向石堡城发动进攻。
为了保卫石堡城，吐蕃可谓是“倾国来援”。在石堡城上，吐蕃聚集了数百守军。在城外，还有大量吐蕃的援军。从地势来看，石堡城险要至极，它“半在山上,下临洮水,三面险绝,惟西南一路可通。”吐蕃人只在西南方向不断投石、射箭，便可给唐军带来难以想象的巨大损伤。
在数次进攻未能得逞，吐蕃援军不断逼近的情况下，召来部将高秀岩、张守瑜问罪。二将请求宽限三天。将士奋不顾身,英勇作战,终于如期攻下了这一军事要冲。
此战之中，唐军为攻陷石堡城付出了可怕的代价。根据史料记载，唐军在此战中牺牲了数万人。由于代价过于昂贵，以致时人和后人多认为得不偿失。正所谓“边庭流血成海水，武皇开边意未已”。
那么石堡城的地形，是否正如史书中叙述的那么可怕？为此，考古学家王昱等人对石堡城遗址进行了实地考察。2009年7月13日，考古学家们在在湟源县日月乡莫多吉村附近下车。下车后在青藏公路边向东眺望, 高耸的石堡城便展现在眼前, 该山红沙岩体, 东、南、西三面绝壁, 外形酷似一个坚固的城堡。
山体底部和沟壑处有植被覆盖, 东、南、西三面陡峭处红沙岩裸露, 山体顶部为近似九十度的红沙岩悬崖。尕沟山体坡度较陡。考古学家曾试着攀爬岩壁，却均在爬到一半时，从山上滑下。可以想象在1000多年前，全副武装的唐军士兵面对吐蕃人的箭雨和滚木礌石，将遭遇多么大的困难。
废了九牛二虎之力，学者们爬到了石堡城遗址之上。当年吐蕃人建设的防御工事早已荡然无存，但是在石堡城顶，却有一个足以容纳数百人的高台。在石堡城周边的山崖上，到处都是可以作为滚木礌石的石块以及树木。对于防守一方来说，石堡城的地利优势实在太过明显。因此学者们感叹，要攻陷这样的城池，不牺牲数万人根本不可能。
据当地人说，直到今天，石堡城附近仍能挖出人骨, 一般人骨之上都压有石块。腿骨比现代人要长一些。还有人在石堡城附近发现了开元通宝以及铁质箭头等。在石堡城西侧的日月乡莫多吉村, 村民中传言山下有死人沟、万人坑等地名。由此可见，当年的石堡城之战有多么的惨烈。
不过另外也有学者认为，当年牺牲的唐军并非都死于石堡城，有不少其实是被吐蕃的援军所杀。石堡城的战役, 有大范围的战场和小范围的战场之别。大范围的战场是指日月山分界线以东药水河流域的唐军整个防御阵地, 唐在这里设了诸多军、城、军事据点。既然吐蕃倾国来援，此地必然经历了惨烈的拉锯战。根据测算，这个大战场的范围纵深有80余里, 容纳几万军队作战是没有问题的。
为攻取石堡城，唐军付出了极大的牺牲。但可惜的是，由于安史之乱的爆发，唐朝实力大减，吐蕃人卷土重来，不费吹灰之力便攻占了石堡城。此后，吐蕃大举东进，侵占了唐朝的陇右河西以及西域。从此以后，石堡城之战成为帝王盲目开边的典型，为后人所诟病。