光率军入城，犒赏将士，赋诗言志。发现建筑布局模仿长安，宫室壮丽。命参军京兆段业著《龟兹宫赋》以讥之。西域人生活奢侈，喜欢养生，家中都有葡萄酒，存放有十几年，多者达到千斛。西域各国害怕吕光的威名，竞相贡奉归附。吕光为安抚龟兹，乃立帛纯弟帛为龟兹王。吕光“抚宁西域，威恩甚著，桀黠胡王昔所未宾者，不远万里皆来归附，上汉所赐节传，光皆表而易之”（《晋书·吕光载记》）。吕光远征西域取得军事胜利的同时，也为尔后建立后凉*奠定了基础。
符坚闻吕光平定西域，以吕光为使持节、散骑常侍、都督玉门已西诸军事，安西将军、西域校尉，因关中乱，道路断绝，所以未通。
384年（太元九年）
太史上奏说：“有星见外国分野，当有大智入辅中国。”苻坚久仰龟兹青年沙门鸠摩罗什（343…413）的大名，便说：“朕闻西域有鸠摩罗什，将非此邪”（《晋书·鸠摩罗什传》）。379年（太元四年）时，中土僧人僧纯、昙充等游学龟兹归来，称述龟兹佛教盛况，又说到鸠摩罗什才智过人，明大乘学。时高僧释道安在长安，极力奖励译经事业，听到罗什在西域有这样高的声誉，就一再劝苻坚迎他来华。
吕光出征西域时，符坚还嘱咐他说：“若获罗什，即驰驿送之”（《晋书·鸠摩罗什传》）。吕光攻陷龟兹，得到了鸠摩罗什，但因吕光原不奉佛，莫测罗什智量，又见他年轻，就有点看不起他。恶作剧地强迫他娶龟兹公主。罗什苦苦推辞。吕光说：“道士之*不逾先父，何所固辞”（《晋书·鸠摩罗什传》）。吕光将摩什用酒灌醉，将他与龟兹公主一起关在密室里，罗什被逼破戒成亲。吕光还时常使他乘牛和劣马来戏弄他。
吕光回军，中途在山下扎营休息。鸠摩罗什说：“在此必狼狈，宜徙军陇上”（《晋书·鸠摩罗什传》）。吕光不听。当晚，果然大雨滂沱，山洪暴发，积水有数丈深，将士死亡有数千人。此时，吕光方才暗自感受到鸠摩罗什的神异。吕光东归，十二月在河右称酒泉公。
385年（太元十年）
三月，吕光已平定龟兹，见此地富饶安乐，便想留在此地。鸠摩罗什又说：“此凶亡之地，不宜淹留，中路自有福地可居”（《晋书·鸠摩罗什传》）。九月吕光班师，载无数奇珍异宝而还。吕光军抵宜禾（今新疆安西南），前秦凉州刺史梁熙欲关闭境内通道，拒绝吕光入境。
时高昌太守杨翰对梁熙说：“吕光新破西域，兵强气锐，闻中原丧乱，必有异图。河西地方万里，带甲十万，足以自保。若光出流沙，其势难敌。高梧谷口险阻之要，宜先守之而夺其水；波既穷渴，可以坐制。如以为远，伊吾关亦可拒也。度此二厄，虽有子房之策，无所施矣”（《资治通鉴·卷第一百六》）！但却遭到梁熙的拒绝。
美水令犍为张统也对梁熙说：“今关中大乱，京师存亡不可知。吕光之来，其志难测，将军何以拒之？”梁熙说：“忧之，未知所出。”张统说：“光智略过人，今拥思归之士，乘战胜之气，其锋未易当也。将军世受大恩，忠诚夙著；立勋王室，宜在今日！行唐公洛，上之从弟，勇冠一时，为将军计，莫若奉为盟主以收众望，推忠义以帅群豪，则光虽至，不敢有异心也。资其精锐，东兼毛兴，连王统、杨璧，合四州之众，扫凶逆，宁王室，此桓、文之举也”（《资治通鉴·卷第一百六》）。梁熙还是不听。
吕光闻杨翰之谋，甚为担心，此时，吕光又知道苻坚伐晋失败，便想在此停军。杜进这时对吕光说：“梁熙文雅有余，机鉴不足，终不能纳善从说也，愿不足忧之。闻其上下未同，宜在速进，进而不捷，请受过言之诛”（《晋书·吕光载记》）。吕光遂率大军进至高昌，太守杨翰举郡投降。军至玉门，梁熙一面遣使送信吕光、