對於李林甫的舉報，由於涉及太子李亨，唐玄宗並不想將事情鬧大，指示三司：“太子一直深居皇宮，怎麼可能跟外地的將領通謀呢？這肯定是無稽之談，隻要調查審問王忠嗣蓄意破壞軍事行動的罪行就可以了。”
三司官員何等精明，唐玄宗的言外之意，太子李亨是不會與王忠嗣通謀的，但不代表王忠嗣沒有謀反擁立李亨的念頭，手握重兵卻不出擊吐蕃，那不是要保存實力，準備起兵謀反嗎？不是不可能！
經過三司會審，最終裁決，判處王忠嗣死刑。王忠嗣本來設想最壞的結果不過是被下放到偏遠的黔中，根本沒有深察到朝廷中的鬥爭比戰場更加殘酷。
王忠嗣最後得以保全性命，完全是他的下屬哥舒翰的功勞。在王忠嗣被逮捕後，哥舒翰接任隴右節度使。哥舒翰入朝為王忠嗣申冤，此時他正得到唐玄宗的信任與重用，哥舒翰作為前方將領，自然對王忠嗣的戰略思想有一定了解，所以他力辯對王忠嗣的狀告，並且表示自己願意削去官爵，以贖王忠嗣之罪。唐玄宗不聽，拂袖而去，哥舒翰這時也顧不上許多了，一路緊跟而去，一路叩頭請恩，聲淚俱下。哥舒翰的真情終於使唐玄宗閃出一絲惻隱之心，在最後關頭，赦免王忠嗣的死罪，貶為漢陽太守。
雖然王忠嗣逃過一劫，但是僅僅過了一年，他便意外暴卒，時年僅四十五歲，究竟是由於鬱鬱而終呢，還是死於政治陰謀？這個就不得而知了。
王忠嗣被免去隴右、河西節度使之後，由哥舒翰接任隴右節度使，朔方節度使安思順出任河西節度使。
天寶七載（748年），哥舒翰加強對青海湖區域的控製，在青海湖旁設置神威軍。吐蕃深感神威軍的威脅，決意要拔除之。吐蕃大軍兵臨青海湖畔，哥舒翰率軍出擊，一番苦戰之後，終於挫敗了吐蕃軍隊的進攻。
緊接著，哥舒翰在青海湖中的龍駒島上築城，稱為應龍城，這座湖心城的建成，使唐軍在青海湖上擁有一支機動性很強的部隊，進可攻，退可守。這樣，唐軍逐漸控製了青海湖，而吐蕃軍隊的蹤跡漸漸從青海湖一帶消失。
唐玄宗仍然念念不忘石堡城，他又一次指示前線將領哥舒翰，對石堡城發動進攻，奪回這座軍事要塞。
天寶八載（749年），規模龐大的石堡城攻堅戰開始了。
為了準備這次浩大的攻勢，動用的軍隊除了哥舒翰的隴右兵團之外，還包括河西兵團、河東兵團、朔方兵團以及突厥降將阿布思的軍隊，共計六萬三千人。
石堡城戰役之所以艱難，主要體現在兩個方麵：第一，石堡城的防禦極為堅固。由於石堡城幾度易手，雙方對底細都十分清楚，這裏三麵是懸崖絕壁，隻有一條路可以行走，是一夫當關、萬夫莫敵的險峻地形。但這並不是石堡城難以攻克的主要原因，石堡城雖然極為堅固，但這隻是一座小城堡，吐蕃的守軍不足一千人，更重要的是第二個因素，即在石堡城之後，即是肥沃的河西九曲之地，吐蕃在此有大量的駐軍，隨時可以增援石堡城。因此，石堡城攻堅戰，必須是圍點打援同時進行，要頂住吐蕃大軍對石堡城的增援，並盡可能快地奪下石堡城。
哥舒翰派部將高秀岩、張守瑜率部仰攻石堡城，其餘諸軍的任務是阻擊吐蕃的援軍。高、張二人組織敢死隊連續數日猛攻石堡城，吐蕃守兵在城中準備了大量的檑木與巨石，居高臨下，猛砸下來，攻城的部隊傷亡很大。
石堡城告急，吐蕃出動大軍，企圖要解圍，但是卻遭到唐軍頑強地阻擋。哥舒翰對攻城進展的遲緩十分不滿，召來高秀岩、張守瑜二人，準備軍法從事。高、張二人請求再寬限三日，如果到時還不能破城，甘願受死，哥舒翰同意了。
戰鬥進行得非常激烈，在人數上居優勢的吐蕃援軍想突破唐軍的防線，唐軍付出慘重的代價，總算遏製住了吐蕃的攻勢。在攻城戰上，高秀岩與張守瑜為了保住腦袋，嚴令士兵不分晝夜、不計代價地攻城。血戰三天之後，終於非常艱難地攻下石堡城，俘虜吐蕃守將鐵刃悉諾羅以及四百名士兵。
吐蕃援軍仍然無法突破唐軍的防線，石堡城陷落的消息傳來，便引軍西撤了。這次石堡城爭奪戰，唐軍付出了傷亡數萬人的代價。
石堡城的爭奪戰，是玄宗時代唐與吐蕃戰爭的一個焦點，總計爆發五次戰鬥。
第一次是開元十七年，唐軍在李禕的統領下攻克石堡城；十二年後，即開元二十九年，吐蕃人重新奪回；天寶四載，皇甫惟明進攻石堡城未克；天寶六載，董延光試圖奪回石堡城，由於王忠嗣的消極配合，未獲成功；第五次便是這次哥舒翰的出擊。
在與吐蕃的長期戰爭中，隴右、河西、河西九曲之地、青海湖附近成為主戰場。對於吐蕃人來說，切斷河西走廊是戰略重點，隻要河西走廊一切斷，大唐的安西都護府便成為孤立之地，失去與長安的聯係；而對於大唐一方，奪取河西九曲之地是重中之重，因為這塊富饒之地對吐蕃有莫大的意義。
石堡城實際便是吐蕃守衛河西九曲的東部門戶，地位的特殊性也決定了其爭奪的激烈程度。在唐軍一方，反對強攻石堡城的將領大有人在。在第一次石堡城之戰中，當時的河西節度使蕭嵩、隴右節度使張忠亮都持反對態度，後來王忠嗣也持反對態度。從唐與吐蕃戰爭的軍事態勢來分析，奪取石堡城，確實沒有對戰局有決定性的影響，這可以從一方麵反映出唐軍最高統帥部（朝廷）的軍事思想出現僵化與退步，從以往大兵團運動作戰、立足打大殲滅戰，倒退為逐城逐地爭奪的陣地戰，所以雖然唐軍在戰爭中略占上風，但始終隻是局限於邊境戰爭，無法改變與吐蕃勢均力敵的局麵。
在石堡城陷落後的幾個月，冬季來臨，青海湖湖麵結冰。吐蕃大軍秘密地集結部隊，乘唐軍不備之時，大舉蹈冰渡青海湖，一舉攻破哥舒翰建在龍駒島上的城堡，城中守軍二千餘人，非死即俘。這樣，吐蕃雖然失去石堡城，但重新控製青海湖一帶，在戰略對峙上，並不吃虧。
到了天寶十二載（753年），哥舒翰再度出擊，攻占洪濟城與大漠門城，吐蕃在河西九曲的軍事據點喪失殆盡。雖然唐軍的反攻取得了一定的成果，基本克複河西九曲，但是吐蕃的軍事實力並未遭到重創。
唐與吐蕃的戰爭是漫長而又艱苦的戰事。在論欽陵的時代，吐蕃是完全占據上風，連續殲滅唐軍主力軍團。到了唐玄宗時代，唐軍占據上風，但總體上雙方處於戰略相持階段。不久之後爆發了“安史之亂”，使得這種相持的局麵被打破，大唐帝國陷入內戰的泥潭，吐蕃則進入第二次大擴張的時代，此是後話。