只見5萬吐蕃軍押著3萬多漢人百姓，吐蕃軍在后，漢人百姓在前。漢人多以中青年男女為主，每人扛著一個土包，在吐蕃軍的驅趕下，向城墻走來。
有些漢人百姓向唐軍喊：“我們都是被吐蕃人逼的，請不要殺我。”還有人喊：“我們原來都是大唐的百姓，請唐軍來解救我們吧。”也有的喊道：“大唐的將士們，不要管我們，直管射擊，滅了這些吐蕃人。”
那幾個喊了要求唐軍射擊的百姓，立即被身后的吐蕃軍一陣鞭打，其余人繼續被驅趕著走到城墻下，將身上背的土包，扔到城墻下的壕溝里，壕溝里的土包越來越多。城上的唐軍不忍向百姓射擊，眼睜睜的看著壕溝逐漸被填平。
張茂昭看到漢人大多都已走到城墻附近，里面夾雜著一部分驅趕的吐蕃人。吐蕃人的主力在遠處觀望，意圖等土包足夠多時，壘起一個斜坡直通城墻上，然后再驅趕著漢人一起攻城。
有些吐蕃人看準了唐軍不敢射擊自己的同胞，于是開始用弓箭射擊城墻上的唐軍，唐軍一部分人中箭傷亡。
張茂昭大怒，覺得再這樣猶豫下去，必然大亂，于是下令對著吐蕃人開火。但還是講究了一些策略，對待遠處的吐蕃人，用炮火猛轟，對待城墻下的吐蕃人，對吐蕃人相對聚集的地方使用槍擊，對漢人密集的地方，盡量不予射擊。
連續一番炮火，吐蕃人頂不住，遠處的吐蕃主力急忙后撤。趁著這個功夫，張茂昭下令打開城門，一萬精銳的唐軍突然殺出，城門附近的漢人自發的閃到兩邊，這一萬唐軍持槍對著人群中的吐蕃人一陣猛射，專挑吐蕃人打。
看到這種形勢，城墻下面的吐蕃人沒有了原來的囂張氣焰，趕忙扔下漢人往遠處逃去。唐軍追了一陣，又殺傷了不少吐蕃人，把人群中剩余的吐蕃人全部抓起來俘虜。
三萬漢人百姓總算被解救下來，城墻下大片的漢人跪下向唐軍感謝救命之恩。盡管唐軍主要向吐蕃軍射擊，但是在很多地方吐蕃人和漢人百姓混雜在一起，難以避免誤傷，還有些百姓被吐蕃人殺害，此役下來還是有一千多漢人百姓傷亡。
看著傷亡的百姓，張茂昭的心里在滴血，發誓要讓吐蕃人血債血償，于是向武元衡請令攻擊。武元衡和李純商議以后，決定繼續進攻，從原州和秦州分兩路向吐蕃人發起攻擊。
吐蕃人在原州城下又損失了五六千人以后，徹底學老實了，不敢再主動出擊，全部龜縮在城中堅守。他們繼續沿用原來的陰招，驅趕漢人百姓登上城墻，全部捆住雙手，充當肉盾。
唐軍兩路兵馬分別攻到吐蕃人的城池后，都傻眼了，這仗是徹底沒法打。城里漢人和吐蕃人交叉混雜，城上站滿漢人肉盾和吐蕃軍，如果貿然出擊，漢人百姓將傷亡慘重。兩路將領只能暫時對峙，派人回報給李純和武元衡。
李純和武元衡接到前方報送的情況后，不禁陷入了沉思。上次張茂昭在原州城對裹挾漢人的吐蕃人發起反擊，算是事急從權，雖有誤傷一些漢人，但也解救了大部分百姓，處置還算正確。
但是如果這次攻城造成漢人的傷亡，就屬于主動殺傷，就失去了攻城的意義。
李純綜合考慮后，決定改變策略，從吐蕃的后方尋求突破。一方面，派出多支千人規模的騎兵突擊隊，對吐蕃后方進行突襲，專門截殺小股吐蕃兵力，迫使前線的吐蕃軍隊只能龜縮在幾個主要城池中。對于更遠的吐蕃大后方，采取拉攏策反之計。
由于吐蕃的主要兵力集中在蘭州以東的會州（今甘肅會寧）至渭州（今甘肅隴西）一帶，后方兵力空虛，對地方上的控制力減弱。元稹派出使者，到河西幾個較大的漢人豪族進行聯絡，準備從后方來一次大起事，從后方打擊吐蕃。
使者到達沙州后，向張元甫、張議潮父子仔細介紹了唐軍在前線的勝利，也說明了因吐蕃軍的陰招，致使唐軍暫時無法發動大規模攻擊的情況，要求張元甫和其他漢人，利用吐蕃后方的空虛，在后方起事，從后方夾擊吐蕃。
張元甫、張議潮非常痛恨吐蕃人的殘暴，早就想起事反抗吐蕃，只因敵我力量懸殊，才暫時隱忍，暗地里積聚力量。
唐軍利用火器，大量殺傷吐蕃軍的消息，早就在漢人中口口相傳，很多人都期盼早日推翻吐蕃人的統治。經過使者的聯絡，肅州的李明達，瓜州的吳安正等漢人大族，也都表示愿意配合唐軍起事。
元和七年五月，張元甫、張議潮率先在沙州起事，城內外的漢人自發武裝起來，與沙州的吐蕃軍隊進行戰斗。吐蕃軍也是不甘心失敗，極力鎮壓起義的漢人，雙方的戰斗很殘酷。
戰斗持續了三天，隨著加入的漢人越來越多，吐蕃軍終于不支，戰敗逃竄，沙州起義宣告成功。
沙州起事成功后，吐蕃大相尚思羅極為惱怒，派出廓州節度使論恐勒帶領五千騎兵，到沙州鎮壓。張元甫帶人死守城池，抵住了吐蕃軍的進攻。
由于吐蕃抽調兵力鎮壓沙州起義，其他地方更加空虛，肅州的李明達，瓜州的吳安正趁機先后帶人起事。論恐勒前面鎮壓不利，后面又出新情況，為防后路被截斷，急忙帶兵逃向涼州。經過河西漢人的艱苦斗爭，元和七年六月，沙、瓜、肅三州先后光復。
李純讓使者到河西，任命張元甫為沙州刺史、李明達為肅州刺史、吳安正為瓜州刺史，置河西為歸義軍，由張元甫兼任節度使。命張元甫帶領河西三州的軍隊向東進攻，配合東線唐軍的進攻。張元甫命其子張議潮為先鋒，兵鋒直指甘州，經過五天的進攻，順利攻下甘州。
歸義軍繼續向涼州進攻，但是涼州是吐蕃重兵據守的城池，如被攻下，吐蕃軍面臨覆亡的危險，所以拼死抵抗，難以攻下。李純也不想讓歸義軍過多消耗，令其暫停進攻，從西面圍困吐蕃。
論恐勒鎮壓沙州起義失敗，導致河西四州先后被歸義軍攻取，尚思羅大怒，要對其嚴懲。論恐勒干脆一不做二不休，帶領人馬回到其老巢廓州，準備對抗尚思羅。
李純派人偵知這一消息，立即派使者向論恐勒傳話，如果其能起兵自立，大唐將承認其占領的吐蕃地盤。
有了唐朝皇帝的傳話，論恐勒反叛的決心更大，他早就看不慣尚思羅專權，早就想割據一方，趁此機會大肆招兵買馬，準備死磕尚思羅。
尚思羅得知論恐勒有反叛的意圖，氣憤至極，利用和唐軍前線短暫僵持的機會，抽調兩萬人馬去征討論恐勒。
論恐勒也不是善茬，知道尚思羅不會饒過他，早就做好了對抗的準備，在沿途布置重兵，利用討伐軍過河的機會，趁機發起進攻，把尚思羅的討伐軍打的大敗而歸。
唐軍攻打，漢人起義，部將反叛，把尚思羅壓的喘不過氣來，眼看就有崩潰的危險。尚思羅苦思冥想，反復衡量，覺得先解決內部危機最重要，決定先與唐軍講和。
尚思羅的使者到達鳳翔后，向唐軍轉達了吐蕃愿意作出適當讓步，換取和解的愿望。
這種大事，自然要進行內部商討，一些大臣認為，完全可以利用吐蕃人后方生亂的機會，集中兵力消滅前線的吐蕃軍，也有人認為畢竟很多漢人百姓還在吐蕃人的手里，還是要見好就收，收取成果。
李純認為，成果要收取，吐蕃軍也要消滅，但是可以分步來做。尚思羅和唐軍講和以后，大概率是要回去討伐論恐勒，可以讓他們進行內斗，唐軍坐收漁翁之利。
既可以減少唐軍的損失，也可以借機讓吐蕃軍釋放那些漢人俘虜，后續可以放開手腳用兵。
李純在和武元衡商議達成一致后，派出使者向尚思羅傳達唐軍的和談條件：1、吐蕃軍釋放所有漢人俘虜；2、退還所有占領的大唐領土；3、不得攻擊歸義軍。
尚思羅覺得，既然是和談肯定是要有所讓步，不然根本無法抽身。第1條，自己可以接受，也不愿帶著這些俘虜去打論恐勒。第3條也可以接受，可以先打論恐勒，內部穩了，再打歸義軍。第2條，難以做到，退還所有領土，這些年吐蕃就等于白干了，自己會成為罪人。但是如果一點不退，似乎也難以過關，唐軍肯定不答應。
思來想去，尚思羅再次派出使者，向唐軍回復自己的意見：同意釋放俘虜，不打歸義軍，但是只退出蘭州以東的地盤，保留蘭州、河州、涼州等重要據點。
李純和武元衡商議后認為，原來也就沒想過讓對方接受全部條件，尚思羅回軍也是打論恐勒，讓他們打去，唐軍占據明顯優勢，不怕他能搞出什么花來，于是同意尚思羅的條件。
尚思羅下令，放棄前線的幾個城池和俘虜，吐蕃全軍收縮到蘭州、涼州、河州一帶，聚集了約十萬軍隊，準備西進討伐論恐勒。
七月份，唐軍兵不血刃，收復了會州、渭州、成州等地，解救了大批漢人俘虜。很多漢人在吐蕃的長期壓迫下，生存艱難，終于盼來解放，無不歡欣雀躍，載歌載舞歡迎唐軍的到來。
按照李純和武元衡的設想，尚思羅回師后，兵力占據優勢，極有可能打敗論恐勒，然后再掉頭跟唐軍對戰，唐軍可以再消滅已經削弱的尚思羅，但是結果卻出乎意料。
尚思羅糾集十萬大軍討伐論恐勒，又召集當地的蘇毗族人助戰，企圖以優勢兵力消滅論恐勒。沒想到弄巧成拙，論恐勒就是當地人，借機詐稱自己就是蘇毗王族后裔，號召蘇毗族人幫助自己攻打尚思羅。
蘇毗族被吐蕃人壓迫，自然對尚思羅沒有好感，于是很多蘇毗族的軍隊倒戈投向論恐勒。
論恐勒聯合蘇毗族軍隊在廓州以東，與尚思羅的軍隊大戰，論恐勒發揮地利人和的優勢，一舉擊敗尚思羅，尚思羅帶領2萬殘兵狼狽逃回蘭州。論恐勒乘機自封吐蕃大相，要求各地的吐蕃軍都要聽從其號令。
李純自然不會再給尚思羅重整旗鼓的機會，命令唐軍、歸義軍全力攻打蘭州、河州、涼州三地。由于吐蕃軍已經被大幅削弱，不到十天的時間，三城皆回歸到唐軍的旗下。尚思羅連續慘敗，異常羞憤，自殺而亡。
李純和武元衡本想在蘭州休整一下，然后乘勝攻打廓州的論恐勒，沒想到吐蕃內部又出了新的內亂。
原來，論恐勒擊敗尚思羅，自稱吐蕃大相，要求各地服從他的號令，引起了鄯州節度使尚比尼的強烈不滿，明確表示不服。論恐勒也早就對尚比尼不滿，正想借機殺雞儆猴，樹立權威，于是拼湊了八萬大軍討伐尚比尼。
沒想到這個尚比尼很有謀略，在論恐勒軍隊必經的山谷設伏，打敗論恐勒的軍隊。論恐勒不甘心，再次糾結軍隊攻打尚比尼，結果仍是失敗。
論恐勒開始恐慌了，想起以前唐軍曾表示過支持他，于是連忙派人到唐軍那里，表示只要唐軍支持他為吐蕃大相，幫他打敗尚比尼，自己愿意向唐軍讓出適當的權益。
武元衡主張，讓那兩個軍閥繼續斗，唐軍坐山觀虎斗就行，不必理會論恐勒。李純仔細衡量，覺得與其讓這兩個軍閥內斗，不如將禍水西引，將他們引到吐蕃本土，可以趁機施行肢解吐蕃的計劃，于是決定充分利用好這次機會。
李純和武元衡討論后認為，目前吐蕃的主力已經損失嚴重，而且兩個軍閥正在內斗，不足為懼。可以讓李愬率領平蕃軍和歸義軍討伐安西一帶，清除那里的吐蕃勢力，在蘭州一帶留下威西軍和興中軍震懾吐蕃，逼迫吐蕃接受自己的條件，讓他們內斗。
計議已定后，唐軍分別向論恐勒、尚比尼、扎日勒派出使者，傳遞信息：
支持論恐勒為吐蕃大相，但是只能回到吐蕃早期的本土，其他地區不受其管轄；
在吐谷渾舊地（今青海中北部）建立吐渾國，支持尚比尼為國主，但是必須讓出河湟一帶的土地，并向大唐臣服：
在吐蕃國土金沙江以東部分建立康巴國，支持扎日勒為國主，但是必須讓出金川河（今大渡河瀘定段）以東的土地，并向大唐臣服；
哪一方膽敢反對，并對抗大唐，將直接派兵消滅。
對于論恐勒，已經沒有太多的談判籌碼，目前實際統轄的只有廓州，回到吐蕃本土任大相，再換個傀儡贊普，也是不錯。
對于扎日勒，已經在前期領教了唐軍火器的厲害，自然也不想打，白得個國主當然好，金川河以東也沒多少土地，自己穩賺不賠。
對于尚比尼，則是猶豫很多，讓出自己經營多年的鄯州，轉移到吐谷渾舊地，聽起來地盤很大，但是那里還有其他吐蕃將領鎮守，擺明了要自己去打下來，尚比尼不愿意掉頭打吐蕃人，最后決定拒絕唐軍的條件。