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”！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，忠诚夙着；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”。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”[2]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、责其未接诏书，竟擅自撤军，同时急命子梁胤为鹰扬将军，与振威将军姚皓、别驾卫翰率五万人在酒泉（今属甘肃）堵截吕光。敦煌太守姚静和晋昌太守李纯先后向吕光投降。吕光一方面传檄凉州，责备梁熙不但没有奔赴国难，反而阻遏回国的远征大军。同时，派彭晃、杜进、姜飞为前锋，与梁胤战于安弥（今甘肃酒泉东），梁胤大败，率数百骑东逃，被杜进所擒。武威太守彭济擒梁熙，并向吕光投降。吕光斩梁熙。不久，吕光进入姑臧（今甘肃武威），自领凉州刺史、护羌校尉，凉州郡县归附吕光。
在淝水之战中作为前秦将领的前凉国王张天锡逃奔东晋。前秦长水校尉王穆将其世子张大豫隐匿，一起逃至河西，附于鲜卑秃发思复鞬。后来，思复鞬把张大豫送至魏安（今甘肃古浪东）。太初元年（386年）二月，魏安人焦松、齐肃、张济等人聚集数千人迎立张大豫为首领，攻克吕光的昌松郡（治今甘肃武威东南）。吕光派辅国将军杜进前往讨伐，被击败。张大豫转*姑臧（今甘肃武威市）。王穆向张大豫进言说：“吕光粮丰城固，甲兵精锐，*之非利。不如席卷岭西，厉兵积粟，东向而争，不及期年，可以平也”[2]。张大豫不纳，自号抚军将军、凉州牧，改元凤凰。建康太守李隰和祁连都尉严纯起兵响应，张大豫军发展至三万人，保据杨坞（在今甘肃武威西）。四月，张大豫自杨坞进至姑臧城西，长史王穆及秃发思复鞬子秃发奚于率部众三万人进驻姑臧城南扎营。吕光率军出击，斩秃发奚于等二万余人，张大豫从此一蹶不振，率部自西郡（今甘肃永昌西北）入临洮，驻守俱城（今甘肃岷县境内）。吕光对诸将说：“大豫若用王穆之言，恐未可平也。”诸将说：“大豫岂不及此邪！皇天欲赞成明公八百之业，故令大豫迷于良算耳”[2]。吕光听后非常高兴，对赏赐诸将。
割据自立同年九月，吕光得知苻坚被后秦主姚苌所杀，吕光下令三军缟素服丧，自称使持节、侍中、中外大都督、督陇右、河西诸军事、大将军、凉州牧、酒泉公，建元太安。
后凉太安二年（东晋太元十二年，387年）七月，吕光率彭晃、徐炅进攻临洮（今甘肃岷县），击败张大豫。八月，广武（今甘肃永登东南）人捉拿张大豫献给吕光，吕光将其斩首于姑臧（今甘肃武威）。十二月，吕光部下徐炅与张掖（今属甘肃）太守彭晃谋叛，西平太守康宁杀湟河太守强禧，反叛吕光，自称匈奴王。王穆则袭据酒泉（今属甘肃），自称大将军、凉州牧。康、徐、彭、王遥相呼应反吕光。吕光趁叛将尚未连兵之际，迅速出兵击败徐炅，徐炅投奔彭晃处。彭晃乘机扩张，东结康宁，西通王穆，对吕光形成很大威胁。
吕光与诸将商讨对策，诸将认为“今康宁在南，阻兵伺隙，若大驾西行，宁必乘虚出于岭左。晃、穆未平，康宁复至，进退狼狈，势必大危。”吕光统筹全局，坚持己见地说：“事势实如卿言。今而不往，寻坐待其来。晃、穆共相唇齿，宁又同恶相救，东西交至，城外非吾之有，若是，大事去矣。今晃叛逆始尔，宁、穆与之情契未密，及其仓卒，取之为易。且隆替命也，卿勿复言”[2]吕光亲率三万步骑兼程急行，进围张掖，攻之二旬，彭晃部将寇颇大开城门投降，放进吕光，遂诛彭晃。在吕光的迅猛进攻下，王穆内部发生内讧，王穆发兵攻打其部将索嘏驻防的敦煌（今甘肃敦煌西）。吕光闻讯大喜，对诸将说：“二虏相攻，此成擒也。”便准备出兵，但众将却都认为不行。吕光认为“取乱侮亡，武之善经，不可以累征之劳而失永逸之举”[2]，遂抓住战机，力排众议，自率二万步骑攻克酒泉，迅即又率部进屯凉兴（今甘肃安西东）。王穆不敢抵抗。引兵东还，途中部众溃散，王穆落荒而逃，最后为骅马（今甘肃玉门东北骟马镇）县令郭文所杀。
时吕光平定凉州，杜进功劳最大，吕光便以其为辅国将军、武威太守。杜进权高一时，仅次于吕光。太安三年（388年）三月，吕光外甥石聪自关中而来，吕光问“中州人言吾政化何如？”石聪说：“止知有杜进耳，实不闻有舅”[2]。吕光听后默然，不久将杜进诛杀。
吕光又宴请群僚，酒酣，谈到政事。当时吕光刑法严厉，参军段业进言说：“严刑重宪，非明王之义也。”吕光说：“商鞅之法至峻，而兼诸侯；吴起之术无亲，而荆蛮以霸，何也？”段业说：“明公受天眷命，方君临四海，景行尧、舜，犹惧有弊，奈何欲以商、申之末法临道义之神州，岂此州士女所望于明公哉”[2]！吕光改容而谢之，并下令自责，减轻刑法，行宽简之政。
太安四年（389年）二月，吕光自称三河王，大赦，改元麟嘉，置百官。吕光妻石氏、子吕绍、弟吕德世自仇池至姑臧，吕光立石氏为妃，吕绍为世子。
西秦称藩时鲜卑贵族西秦主乞伏乾归据金城自称大将军、大单于、金城王，得到前秦皇帝苻登的支持，秦（今甘肃天水）、凉（今甘肃武威）一带的鲜卑、胡、羌诸族多归服之。盘踞枹罕的南羌首领彭奚念，也投附其麾下，金城（今甘肃兰州西北）王遂成为控制陇西地区的一支强大势力。吕光在苻坚被杀后，控制了河西地区，据姑臧（今甘肃武威），隔湟水（今甘肃兰州以西黄河支流）与金城王对峙，屡欲渡过湟水东进，因受乞伏乾归阻扼，不能得逞。
麟嘉四年（392年）八月，乞伏乾归唆使彭奚念出兵袭取吕光所辖湟水北岸战略重镇白土津（今青海化隆西南）。吕光遣其南中郎将吕方及弟右将军吕宝、振威将军杨范、强弩将军窦苟等东下攻金城，遭乞伏乾归反击大败，吕宝及将士万余人丧命，后续诸部见势皆撤兵。继又派其子吕纂率步骑兵五千南下攻彭奚念，激战于盘夷（约在今青海乐都以西之安夷城），又大败而归。
吕光遂亲率大军进攻彭奚念于枹罕（今甘肃临夏东北），屯重兵于左南（今青海西宁东），彭奚念于白土津垒石筑堤，以水自固大营，而遣轻骑万人扼守河津渡口。吕光派将军王宝隐蔽移师上游，乘夜强渡湟水东进。彭奚念闻讯惶惧，军中大乱，吕光乘势攻白土津，捣其石堤，渡过湟水，直取枹罕。彭奚念军溃散，单骑突围逃奔甘松（今甘肃南部腊子口）。此战，吕光吸取失败教训，改变进攻方向，避免从正面决战，出奇渡河，攻敌不备，取得大胜。
麟嘉六年（394年）七月，吕光以子吕覆为都督玉门以西诸军事、西域大都护，镇高昌，命大臣子弟随之。
麟嘉七年（395年）七月，吕光率十万大军伐西秦，西秦主乞伏乾归称籓，并以子乞伏敕勃为人质。吕光引兵而还。
僭称天王麟嘉八年（396年）六月，吕光即天王位，国号大凉，大赦，改元龙飞。备置百官，以世子吕绍为太子，封子弟为公侯者二十人，以中书令王详为尚书左仆射，着作郎段业等五人为尚书。同年，西秦乞伏轲弹因与秦州牧乞伏益州不合，投奔吕光。
龙飞二年（东晋隆安元年，397年），吕光下书说：“乾归狼子野心，前后反覆。朕方东清秦、赵，勒铭会稽，岂令竖子鸱峙洮南。且其兄弟内相离间，可乘之机，勿过今也。其敕中外戒严，朕当亲讨”[2]。乞伏乾归部下皆请往成纪（今甘肃秦安）避之，乞伏乾归认为“军之胜败，在于巧拙，不在众寡。光兵虽众而无法，其弟延勇而无谋，不足惮也。且其精兵尽在延所，延败，光自走矣”[7]。
吕光率军驻扎长最（今甘肃天祝藏族自治县），遣其子吕纂率杨轨、窦苟等步骑三万攻金城（今甘肃皋兰西南）。乞伏乾归率军二万救之，未至，吕纂等已攻克金城，擒金城太守卫健。吕光派其将王宝、徐炅率军五千向乞伏乾归挑战，以阻滞秦军行动，同时又派遣其将梁恭、金石生率甲卒万余人出阳武下峡（在今甘肃靖远），与秦州刺史没弈干攻其东，天水公吕延率枹罕之众攻临洮（今甘肃岷县）、武始（今甘肃临洮）、河关（今甘肃兰州西），皆克之。乞伏乾归大惊，哭叹道“死中求生，正在今日也”[2]。便派人传播示弱消息说：“乾归众溃，奔成纪”[7]。吕光之弟吕延信以为真，欲率军追击，吕延司马耿稚劝阻说：“乾归雄勇过人，权略难测，破王广，克杨定，皆羸师以诱之，虽蕞尔小国，亦不可轻也。困兽犹斗，况乾归而可望风自散乎！且告者视高而色动，必为奸计。而今宜部阵而前，步骑相接，徐待诸军大集，可一举灭之”[2]。吕延不听，率轻骑追击。两军相遇，吕延战败被杀。司马耿稚与将军姜显收集散卒，屯于枹罕（今甘肃临夏西南），吕光也率军回姑臧（今甘肃武威）。
同月，南凉主秃发乌孤建元太初，自称大都督、大单于、西平王，国号南凉。攻克后凉金城（今甘肃皋兰西南）。吕光派遣将军窦苟讨伐南凉军，两军战于街亭（今甘肃占浪南庄浪河北岸），后凉军大败。后凉乐都（今属青海）、湟河（今青海化隆回族自治县南黄河北岸）、浇河（治今青海贵德南）三郡投降南凉，岭南羌胡数万落也归顺南凉。后凉将军杨轨、王乞基率户数千来奔。秃发乌孤趁势改称武威王。
时吕光年老，爱信谗言。
后凉尚书沮渠罗仇曾随从后凉主吕光进攻西秦，吕光弟吕延因贸然追击兵败被杀。四月，吕光听信谗言，以败军罪杀沮渠罗仇及其弟三河太守沮渠麴粥。沮渠部众万余人为沮渠罗仇发丧，沮渠罗仇侄沮渠蒙逊向部众说指吕王昏荒无道，多杀无辜，号召部众结盟起兵反后凉，起兵攻克临松郡（治今甘肃肃南裕固族自治县东南马蹄镇），十日之内，聚军万人屯据金山（今甘肃山丹县西南）。
五月，吕光遣太原公吕纂率军进讨沮渠蒙逊于忽谷（今甘肃山丹西南），沮渠蒙逊兵败，逃入山中。沮渠蒙逊从兄沮渠男成响应蒙逊，起兵数千于乐涫（今甘肃酒泉东南）。后凉酒泉太守垒澄率步骑万人攻讨沮渠男成，垒澄战败被杀。沮渠男成顺势进攻建康（今甘肃高台西南），遣人说服建康太守段业反后凉．并推举其为大都督、龙骧大将军、凉州牧、建康公，建元神玺（北凉始此）。以沮渠男成为辅国将军，委以军国之任。沮渠蒙逊率众投奔段业，被任镇西将军。吕光命吕纂转兵进讨段业，不克。沮渠蒙逊乘机进攻临洮（今甘肃岷县），支援段业，与吕纂战于合离（今甘肃张掖），吕纂军大败。
后凉散骑常侍、太常郭黁，善天文数术，深得国人信重。他认为后凉主吕光年老，太子暗弱，太原公吕纂凶暴，预言祸事不久将起。为免累及自己，便与后凉仆射王祥相约反凉。郭黁率二苑之众夜烧洪范门，使王洋为内应。事泄。王祥被杀，郭黁遂据东苑反叛。民众视郭黁反凉是圣人举事，相信必能成功，便群起响应。凉王吕光召太原公吕纂讨伐郭磨。郭黁派军和吕纂战于白行（今甘肃清水堡西北），打败吕纂。吕纂又与西安太守石元良共击郭黁，郭黁兵败，后投奔西秦。
龙飞四年（399年）十二月，吕光病重，传位太子吕绍，自称太上皇。并以吕纂为太尉，吕弘为司徒。吕光对吕绍说：“吾疾病唯增，恐将不济。三寇窥窬，迭伺国隙。吾终以后，使纂统六军，弘管朝政，汝恭己无为，委重二兄，庶可以济。若内相猜贰，衅起萧墙，则晋、赵之变旦夕至矣。”吕光又对吕纂、吕弘说：“永业才非拨乱，直以正嫡有常，猥居元首。今外有强寇，人心未宁，汝兄弟缉穆，则贻厥万世。若内自相图，则祸不旋踵。”二人说：“不敢有二心”[2]是日，吕光去世，时年六十三，在位十三年。
《晋书》史臣曰：“自晋室不纲，中原荡析，苻氏乘衅，窃号神州。世明委质伪朝，位居上将，爰以心膂，受脤遐征。铁骑如云，出玉门而长骛；雕戈耀景，捐金丘而一息。蕞尔夷陬，承风雾卷，宏图壮节，亦足称焉。属永固运销，群雄兢起，班师右地，便有觊觎。于是要结六戎，潜窥雁鼎；并吞五郡，遂假鸿名。控黄河以设险，负玄漠而为固，自谓克昌霸业，贻厥孙谋。寻而耄及政昏，亲离众叛，瞑目甫尔，衅发萧墙。”
吕光祖籍中原，先祖汉朝时避祸逃入氐族区，成为小首领。在氐族中是与亲晋朝的王猛关系密切。王猛就是吕光的父亲吕婆楼请出辅佐苻坚，吕光本人也是不受人重视，只有王猛重用他。吕光的身世使他也是与王猛同样反对攻打晋朝，与多数大臣一致。他被苻坚派遣带领七万人攻打西域，几次陷入绝境，在力量悬殊下平定了西域。苻坚让他攻打有七十万敌军的西域有风险，更像远调吕光，盼望侥幸取胜。苻坚兵败国分时，他从西域东归没有去支援苻坚，在384年十二月在河右自称酒泉公，次年的三月“苻坚国乱，使使奉表请迎”。如果吕光支援他，苻坚也不会向晋朝送玉玺奉表请迎，归附朝廷。吕光在河右自立后，得到苻坚遇害的消息也能发丧祭奠他，也有些政治气度。