唐玄宗在位期间，极喜边功。天宝六年(747年)七月，又让河西、陇右节度使(治鄯州，今青海乐都)王忠嗣去攻打战略要地石堡城(又名铁刃城，在今青海湟源西南)。但王忠嗣一向以持重安边为已任，认为：“石堡险固，吐蕃举国而守之。若顿兵坚城之下，必死者数万，然后事可图也。臣恐所得不如所失，请休兵秣马，观衅而取之，计之上者。”王忠嗣态度引起了唐玄宗对王忠嗣的反感。十月，唐玄宗派将军董延光攻打石堡城，让王忠嗣配合。王忠嗣不得已为出军，故不积极相助。董延光因到期未能攻克石堡城，便将责任推到王忠嗣身上。加上宰相李林甫因为王忠嗣功名日盛，“日求其过”，这回便诬陷王忠嗣“欲奉太子”。唐玄宗闻讯大怒，遂将王忠嗣召回朝中，进行审问。

　　唐玄宗久闻哥舒翰之名，将王忠嗣征入朝后，又征哥舒翰入朝。哥舒翰入朝时，有人劝他多拿一些金帛去救王忠嗣，哥舒翰说：“若直道尚存，王公必不冤死；如其将丧，多赂何为！”于是就只身背了一个包裹入朝。十一月，唐玄宗在华清宫召见了哥舒翰，二人谈的非常投机，哥舒翰才能使唐玄宗很高兴，便决定用哥舒翰取代王忠嗣。十九日，唐玄宗正式认命哥舒翰为鸿胪卿，兼西平(治西都，今青海乐都)太守，摄御史中丞，陇右节度支度营田副大使，充陇右节度使 。

　　不久，王忠嗣被判为死刑。哥舒翰听到这一消息，非常吃惊。首先，王忠嗣是威镇西陲的著名边帅，觉得将士的信任，任职期间，边境数年无战事，但唐朝的威名却与日俱增；其次，王忠嗣对哥舒翰有提携之恩，哥舒翰虽年长于王忠嗣，但他对王忠嗣是非常尊敬的。这时哥舒翰正受到玄宗的器重，为了保住王忠嗣，他坚持认为王忠嗣是冤枉的，并请求用自己的官爵来赎王忠嗣的罪。唐玄宗起初不听，走入内宫，哥舒翰随后叩头相随，“言词慷慨，声泪俱下”地为王忠嗣申冤。唐玄宗看到哥舒翰赤诚之心出自肺腑，也感觉王忠嗣是冤枉的，于是免除了王忠嗣的死罪。二十七日，将王忠嗣贬为汉阳(今湖北)太守。一年后，王忠嗣忧郁而终。经过这件事，朝廷上下都对哥舒翰称赞不已，哥舒翰不但救了王忠嗣的性命，还赢得了极好的口碑。

　　由于唐玄宗极喜边功，所以王忠嗣在任时推行的持重安边的国防策略无法在继续实施下去，特别是王忠嗣被贬职后，无人再敢忤怒圣意。哥舒翰对唐玄宗的想法非常清楚，所以在上任后，即图在所辖边界有所建树，再立边功。哥舒翰经过深思熟虑，决定在青海(今青海湖)修筑神威城，原因是该城修建后，正好在吐蕃军近前，对其造成的威胁是非常大的。神威城建好后，吐蕃顿时觉得危机四伏，自己随时会有被唐军攻击的可能。为了解除威胁，吐蕃军调集兵马，在十二月冒严寒踏冰攻城。唐朝守军因不适应高原气候，加上天气极寒，没能抵挡住吐蕃军的进攻，城池失守。哥舒翰不愿放弃这座桥头堡，于是再次调人马，一举击败吐蕃军，然后在湖心的中龙驹岛再建一座应龙城，并派2000人驻守，与神威城互相策应。从此吐蕃军不敢再犯。此战，哥舒翰变消极防御为主动进攻，于两军争夺的前沿设防，赢得了战事的主动权。

　　这时，两国的战争已朝著唐朝有利的方向发展。在多次取胜后，唐玄宗再次把目标锁定在石堡城。唐玄宗对石堡城的情节由来已久。石堡城是吐蕃的战略要地，每次攻唐，都以此为前沿阵地。石堡城依山而建，地势极为险要，易守难攻，只有一条山道通往城中，要攻克此城，必须付出极大的代价。从开元十七年(729年)起，在不到二十年的时间里，唐军多次向该城发起进攻。开元十七年三月，朔方节度使(治灵州，治今宁夏灵武西南)、信安王李祎采用远程奔袭的战术，方攻占石堡城。但是因河西、陇右节度使盖嘉运不思防务，石堡城于开元二十九年(741年)十二月被吐蕃军重新攻占。天宝四年(745年)九月，陇右节度使皇甫惟明立功心切，再次向石堡城发起攻击，但由于唐军只顾攻城，忽略打援，唐军再次战败。天宝六年十月，将军董延光攻打石堡城，因王忠嗣配合不积极，最终仍是失败。这些作战，除了李祎那次因决策正确、指挥果断而取胜外，其余皆因石堡城山道险远，易守难攻，而未能奏效。由于石堡城屡攻不克，便成了玄宗的一个心结。