唐朝時期，吐蕃的社會製度仍屬於相對落後的奴隸製度，對外擴張掠奪的人口，都成了吐蕃貴族的奴隸，處於被壓榨被奴役的境地。
大批原來在唐朝土地自由生活的漢人，因為唐朝前幾任皇帝的昏庸，很多淪為吐蕃人的奴隸，他們有的以死抗爭，有的壓抑住仇恨，等待著被解放的機會。
吐蕃在在強大的表象下，也隱藏著新的矛盾，自鬆讚乾布以後，讚普的權力開始縮水，大相的權力逐步擴張，甚至出現世襲大相的情況，讚普和大相為了權力和利益，進行了持續不斷地內部鬥爭。地方的一些軍閥實力派，也會因為爭奪土地和人口，產生互鬥。
到了元和年間，大唐這邊逐漸穩定富強起來，而吐蕃在各種矛盾的交織下，內部出現了離心的情況，君臣之間、地方實力派之間、吐蕃人與被壓迫的民族之間，都出現了不同程度的矛盾。
隻要外部力量適時予以有力打擊，吐蕃完全有可能在內外力量的夾擊下而崩潰。
元稹派人在吐蕃後方不斷地進行收集情報和滲透策反工作，掌握了兩個重要動向，彙報給李純和武元衡。
一是河西一帶的漢人，存在著強烈的反吐蕃心理，不少漢人聯合抱團，對抗吐蕃人的欺淩，尤其以沙州（今甘肅敦煌）的張元甫、張議潮父子為首的漢人反吐蕃的決心最大。
二是吐蕃廓州（今青海尖紮）節度使論恐勒和鄯州（今青海西寧）節度使尚比尼不和，兩個人明爭暗鬥，相互不服。
在覺察到唐朝可能用兵的企圖以後，吐蕃糾集了四十萬軍隊，大相尚思羅出鎮蘭州，計劃以蘭州為中心，對抗唐軍的進攻。
針對當時的形勢，尚思羅認為唐軍進攻的重點可能是在北線，所以在秦州、原州一帶集結了較多的兵力。為了以防萬一，也保留了一定的機動兵力，作為策援。
進入元和七年二月，武元衡指揮唐軍開始了一係列的準備。將3萬平蠻軍調到了彭州（今四川彭縣）到雅州（今四川雅安）一帶，計劃作為第一波進攻力量，並抽調川蜀、黔中、湖北三道共1.5萬人的地方部隊，主要作為後方防禦和機動支援兵力。
將3萬平蕃軍調到了鳳翔以西邊境一帶，作為第二波北線的左翼主攻部隊，並將2萬興中軍調到鳳翔，作為其後援。將3萬威西軍調到涇州（今甘肅平涼），作為第二波北線的右翼主攻部隊，與平蕃軍形成夾擊的效果。
為了保障物資運輸，關內道組織了3.5萬民夫，川蜀道組織了1.5萬民夫，不斷向前線運送軍事物資。
科工部大規模生產武器彈藥，平蠻軍、平蕃軍、威西軍三個軍團全部配備新式火器，並在2月份完成訓練，興中軍作為二線部隊，配備了一半常規武器，一半火器。
戶部在錢糧物資上也進行了充分的準備，將士的軍餉足額發放，打勝仗還有賞銀，在後方準備了足夠的糧草。
經過對形勢的認真分析，李純和武元衡製定了“北主南輔，前打後拉”的戰略，計劃發動一場大規模的進攻，全麵擊敗吐蕃，奪回被占土地。
3月份，按照計劃，南線高霞寓率領的平蠻軍率先發動攻擊，對吐蕃的維州（今四川理縣）和羅岩州（今四川康定）發動猛烈攻擊。剛開始吐蕃軍自恃勇猛，加上覺得唐軍不多，主動出擊對戰，還沒接手，就被唐軍的火炮、弩炮射出的炮彈一陣猛炸，搞得損失慘重。
吐蕃軍急忙回撤，分兵龜縮到堡壘裡，企圖憑險固守，唐軍就圍著堡壘，不停的炮轟槍擊，還往堡壘裡發射飛射彈，搞得吐蕃軍難以招架。
後麵吐蕃軍又采取突襲川蜀道後方的策略，唐軍二線部隊早已防守住各個主要道路、隘口，均無功而返。
之後，吐蕃軍又發動夜襲，唐軍早已在營地周邊埋設炸彈，吐蕃軍剛接近唐軍營地，高霞寓就命人點燃炸彈，吐蕃夜襲的軍隊丟下一堆屍體，狼狽而回。
打了半個月，吐蕃南路軍統領紮日勒，實在是頂不住了，急忙向尚思羅請求支援。尚思羅本來還有疑慮，但是看到南路損失慘重，隻能派去5萬機動兵力向南支援，在北線保留25萬軍隊，對抗唐軍。
在曆史上，由於韋皋等人的經營，多次擊敗吐蕃，唐朝在南線的土地基本沒有損失。吐蕃一方的土地，大多山高林密，唐軍想要的地方不多，主要是打消耗戰，逼迫吐蕃向南支援，減輕唐軍在北線的阻力。
進入4月份，李純看到南線已經達成目的，就命令發動北線的進攻。武元衡經過考慮後，決定采取誘敵深入的方式殲敵。
由興中軍抽調一萬精兵，進入吐蕃境內擄掠，專殺吐蕃小股兵力，搶掠吐蕃的財產和物資。吐蕃人剛開始還心存忌憚，後來看到這些人用的都是刀箭等常規武器，實在忍不住了，集中5萬精兵進行反擊。
一萬唐軍短暫接戰後，迅速潰敗，一路東逃。吐蕃軍豈會放過擴大戰果的機會，一路猛追。
唐軍剛開始是丟下搶來的財物，後麵為了快逃保命，連盔甲、刀劍都扔掉了，一路狂奔。吐蕃軍大喜過望，乘勝追擊，擴大戰果。
當吐蕃軍追到一個叫清水的小平原，李愬率領的3萬平蕃軍早已嚴陣以待。吐蕃軍到達預定位置後，唐軍首先用炮火截斷吐蕃軍的後路，吐蕃軍於是拚命向前擊殺唐軍，潰逃的一萬興中軍和原來留在此地一萬人彙合，共兩萬興中軍迅速利用提前構築的工事，擋住吐蕃軍的去路。
吐蕃軍依仗勇猛，拚死向唐軍衝去，唐軍采取遠距離炮擊，近距離槍擊的方式，猛烈打擊。
持槍的唐軍分成三波，輪流裝彈射擊，還發射了大量的飛射彈，形成了密集的火力網。吐蕃軍發動了多次衝鋒，均難以突破唐軍的火力網，反而死傷慘重，開始絕望了，於是掉頭向西突圍。
唐軍的炮火又是連續轟擊，炸的吐蕃軍屍橫遍野，最後吐蕃軍隻有不到兩萬人突圍而去，戰場上留下了大批的屍體、重傷員和投降的吐蕃軍。
清水一戰，唐軍大獲全勝，一下子消滅吐蕃3萬精銳，李純和武元衡非常高興，決定按計劃乘勝攻擊。張茂昭率領3萬威西軍向西進發，擊敗吐蕃軍，將近3萬吐蕃軍包圍在原州城。
唐軍發揮火力優勢，不斷用炮火轟擊原州城，並在城下挖地道，埋設火藥進行爆破。經過半個多月的攻擊，原州城的吐蕃軍傷亡慘重，突圍無望，隻能無奈投降。
連續兩場大戰，吐蕃軍損失了6萬精銳，心中大懼，喪失了和唐軍對戰的勇氣，吐蕃大相尚思羅苦思一番，想到了一條毒計。吐蕃軍在占領區大肆抓捕漢人，送到前方軍隊，讓吐蕃軍裹挾著漢人，與唐軍對戰。
尚思羅派出一支5萬人的軍隊，裹挾著漢人百姓向原州進發，企圖用這種陰招收複原州城。張茂昭得知這種情況，與軍中將佐緊急商議對策，尚未議定，吐蕃軍已押著漢人百姓已行至原州城下。