三都谷之战是北宋大中祥符九年(公元1016年)九月，宋军于三都谷(今甘肃甘西附近)击败青塘吐蕃部的战斗。
曾经与唐帝国持续了百余年的战争的吐蕃帝国，于10世纪崩溃瓦解，诸部散落在青藏高原上。宋真宗大中祥符年间(1008—1016年)，吐蕃河湟地区(今黄河、湟水流域)出现了一位首领李立遵，他打听到一位名叫欺南陵温逋的人是吐蕃赞普达玛欧松的后裔，于是将其挟持到宗哥城(今青海平安)，尊为赞普，号唃厮啰，立文法(吐蕃的政权立法仪式)，自称全藏的领袖。李立遵自为论逋，相当于国相。李立遵势力为吐蕃崩溃分裂衰弱后的众多割据势力之一。
曹玮的闪电战给了李立遵一个下马威。李立遵是野心十足的人，他怎么会甘心挨打?闻报三个部落被宋军消灭，他勃然大怒，开始纠集兵马。一时间，宋、蕃边境战云密布。在集结马波叱腊、鱼角蝉各部三万余兵马后，李立遵准备大举进犯宋朝。曹玮也集结秦凤路兵马与李立遵开战!
曹玮积极准备战事时，上书朝廷要求增兵。宋真宗非常紧张，看到曹玮不断要求增兵的要求，反认为他胆怯，准备派人换了他，于是真宗召见了翰林学士李迪听取意见。李迪说，曹玮乃是名将，要求增兵说明他对局势有着清醒地认识，我们在关右还有机动部队可以使用，应该立即调拨。真宗问李迪曹玮能否胜利，李迪毫不犹豫的声言曹玮必定可以取胜。真宗这才放下心来。
大中祥符九年(公元1016年)九月，李立遵率大军出发，很狂妄的宣称要在秦州城下与曹玮决战，扬言“某日下秦州会食”。他想请曹玮一起在秦州城里吃饭，颇有当年赤壁之战时曹操跟孙权说的“会猎于吴下”风范。但曹玮非常淡定，根本不予理会。当听到吐蕃人已经越过了毕利城，曹玮随即带领秦州驻泊钤辖高继忠、驻泊都监王怀信和精骑六千渡过渭河迎战。
当月二十四日，宋军在伏羌寨三都谷摆下阵势，等待敌军的到来。很快探马传来消息敌军已经靠近，曹玮正在吃饭，闻报后继续悠闲的用餐。直到探马报告吐蕃人距离只有几里之遥时，曹玮才放下餐具，披上铠甲出城列队。
吐蕃人多势众，李立遵气势汹汹。但在曹玮的宋军训练有素、装备精良，具有很强的战斗力。故此曹玮决定在气势上先要压倒对手，他看到敌军分为三队，一名蕃僧正在前方走来走去。曹玮断定是吐蕃的指官，问左右谁最善射，左右均答李超。李超随即策马来到曹玮面前，曹玮问：“你需要带多少骑可以射杀那位蕃将?”李超观察了一下答道要15骑。曹玮马上令：“给你100骑，务必射杀此将，否则提头来见!”李超慨然应道道：“凭借您太保的神威，只要五十名骑兵护送我到敌人近前，一定可以得手。”
李超在100精骑的掩护下，接近敌阵，那一百名骑兵突然向两侧分开，中间李超飞马而出，凭借高超的骑射本领，只一箭那蕃僧就应弦!蕃军顿时大骇，乱了手脚。曹玮见状，身先士卒，率精骑从敌军侧后方猛攻，以两翼骑兵夹击吐蕃军军阵。宋军本来就缺骑兵，因此曹玮将手里这支稀罕的资源练得十分精锐。在宋军精骑的攻击下，蕃军阵势大乱，更不能抵抗宋军主阵的正面冲击，溃败而去。
三都谷之战，宋军追杀二十余里，斩首千余级，擒获七人，缴获获马牛、杂畜、器仗三万余。