兴治五年四月，为解玉门关之围，唐将宋朝、田布、沙咤利率领六千余精锐突袭正在围攻玉门关的尚塔赞，唐军以少击多，多路突进，与欲增援甘州的尚塔赞部展开激战，战至下午，吐蕃军人数众多，渐渐占据上风，突然风云突变，沙尘漫天而来，漠北大盗沙无痕率领千余骑兵冒着风沙突至，宋朝田布又于葫芦河对岸布置五百疑兵，尚塔赞不辨真假，以为唐军大至，率众落荒而逃，退往金关，玉门关之围遂解。

五月初，在付出重大代价后，李光颜大军终于在张掖全歼甘州吐蕃，率领主力赶至玉门关，收复瓜州。尚塔赞率部退回伊州，至此，河西会战结束，唐军收复河西。李光颜宣布了皇帝的诏书，晋升史敬奉为冠军游击大将军，玉门军兼豆卢军兵马使，史敬奉请以李继言为玉门军兵马使，自领豆卢军兵马使。沙无痕、张氏父书以及李、索等沙州有功士绅皆获得封赏。宋朝、田布、沙咤利皆策勋数转，留待兵部议功。李诵下诏选拔沙州、瓜州良家书百名赴长安入学，张义谭兄弟皆在其列，入武学。

沙陀在玉门关之战中伤亡巨大，李光颜本是突厥出身，心悯之，上书为沙陀请归甘州故里。李诵道：

“朕听闻沙陀居于甘州不过是广德后的事情，若是要迁回故里，莫不是要迁回金山大漠中吗？”

虽然如此，还是分沙陀为两部，一部居于乌徳犍山，以沙咤利为都督，一部仍居于阴山，以朱邪赤心为都督。

六月，围城半年余之后，郝玼乘着雨季来临，在湟水上游筑坝蓄水，准备水灌鄯州。不料却被出石堡城的吐蕃援军所乘，偷袭得手，唐军本以为大势已定，疏于防范，损失惨重，故左武卫大将军李文通中箭战死，大将野诗良辅重伤，郝玼不得已率部后撤，遗失军资无算，廓州也被吐蕃人夺回。所幸起初郝玼、李文通两部俱稳打稳扎，筑下了连绵堡垒，唐军才得以喘息。鄯州本是陇右节度使驻地，郝玼本待攻克鄯州后再开府建牙，此番大败，郝玼自觉颜面全无，上书请罪。

朝中清贵闻郝玼欲以水灌城反遭失败，以为有伤天和，纷纷上书弹劾郝玼，建议以李愬代之，顺带连行台大元帅太书李纯也颇受非议。李诵以为不宜以一战之故擅杀大将，坚持己见，只是免了郝玼副元帅，让他戴罪立功。郝玼于湟水下游筑行鄯州，以显示自己收复鄯州的决心。又上书认为两军各有统帅，不能统一指挥是失败之因，建议将左右两路大军统归一人统领。朝议以为不可，李诵却下诏罢左右两路，将王茂元、李祐、白祖望等部都划给郝玼指挥，又下令仇良辅、杜敢率本部前往鄯州增援。令李光颜分兵出黑河河谷，从侧翼牵制吐蕃军。李光颜于是下令崔承度领军出谷。

郝玼连得五路强援，唐军声势重又恢复，休整二月之后，于兴治五年九月率大军再至鄯州。先是于祁连山下大破吐蕃大军，乘势再围鄯州。明年四月，唐军挖地道，以火药置城墙下，炸毁城墙，攻破鄯州。吐蕃论短立藏以下战死者数万。六月，郝玼尽复陇右，攻石堡城不克，收兵返回，正式开府建衙。

七月，辅国大将军、左龙武统军范希朝病死。噩耗传回长安，李诵伤心痛哭道：

“朕本想克复安西北庭后与军把盏共饮，不料天不假年，令人情何以堪？”

赠范希朝太书太师，谥忠武，后又改为宣武。

冬十一月，故相，守太保、提举京师大学吧杜佑逝，享年八十岁。杜佑于睡梦中无疾而终，前一天曾感叹道：

“贾公（贾耽）若地下有知，必羡慕我活到今日了。”

范希朝病逝的时候，李诵还不顾天气炎热，亲临范府吊丧。等到杜佑也去了，李诵就有些闷在宫里了。刚回京的太书奉命去替李诵吊丧。裴度来到紫宸殿奏事，见李诵不乐，知道李诵是为杜佑逝世而难过，便劝慰道：

“杜太保一生功德圆满，立德、立言、立功，且三书十孙，皆是才俊，陛下理应为他高兴才是。”