在這種嚴峻的形式下即位的玄宗皇帝並無實權，太上皇睿宗皇帝仍是太平公主把持朝政的工具，《資治通鑑》卷 210：“八月，庚子，玄宗即位，尊睿宗爲太上皇，上皇自稱曰朕，命曰誥，五日一受朝於太極殿。皇帝自稱曰予，命曰制、敕，日受朝於武德殿。三品以上除授及大刑政決於上皇，餘皆決於皇帝”。又記：“太平公主依上皇之勢，擅權用事，與上有隙，宰相七人，五出其門。文武大臣，大半附之”。太平公主爲達到長期獨覽朝政的目的，企圖借攻打突厥以壯軍威。爲配合巡邊示威行動，朝廷還更換了左中右軍主帥，“以幽州都督宋璟爲左軍大總管，幷州長史薛訥爲中軍大總管，朔方大總管、兵部尚書郭元振爲右軍大總管”。唐朝爲此總計動員了十二萬兵馬，但由於政局的動盪，巡邊之行由先天二年（713）正月改爲八月，玄宗在七月發動兵變，誅殺太平公主及其黨羽，太上皇退位，自己真正掌握了軍國大權。八月，巡邊期至，不知玄宗已經親政的默啜派他的兒子楊我支特勤來請婚，隨行的還有默啜的漢族夫人呂氏和孫氏。玄宗“許以蜀王女南和縣主妻之”，並封賞了兩位突厥可汗夫人。玄宗隻字不提巡邊之事，又許與突厥和親，可見他在即位之初仍希望保持與突厥相安無事，甚至還乘閱兵之機以軍容不整之罪解除了主戰派郭元振的兵權。薛訥因兵敗契丹、奚而解職，解琬也致仕在家。漠北九姓由於默啜的徵討而紛紛投唐，《唐會要》卷 73 靈州都督府：“開元元年，復以九姓部落置皋蘭、燕然、燕山、雞田、奚鹿、燭龍等六州，並屬靈州”。這是漠北九姓背離默啜的先聲，卻被玄宗君臣忽視。

開元二年（714），默啜又一次使用慣用的伎倆，一面與唐議和，一面出兵西域，“遣其子移涅可汗及同俄特勤、妹婿火拔頡利發阿失畢率精騎圍逼北庭”。北庭都護郭虔瓘引軍守城不戰，乘同俄特勤單騎至城下之機，發伏兵擒獲同俄。突厥軍請求用全軍的財物和糧食贖回同俄特勤，遭到拒絕，郭虔瓘斬同俄於城下。突厥兵痛失特勤，退兵而去。而敗軍之將火拔頡利發阿失畢不敢回突厥，率其妻子來投靠唐朝，唐封他爲燕北郡王，授左衛大將軍，封其妻爲金山公主，並賜給宅院、奴婢和繒帛等物品。阿失畢歸唐，揭開了突厥部衆大量降唐的序幕。

唐玄宗以薛訥兵敗灤河、默啜侵掠北庭，重新啓用主戰派準備北伐突厥。開元二年閏正月，任命鴻臚少卿、朔方軍副大總管王晙兼安北大都護、朔方道行軍大總管，“令豐安、定遠、三受降城及旁側諸軍皆受晙節度。徙大都護府於中受降城，置兵屯田”。這次變遷，主旨在於安置漠北降戶在漠南居住，並利於出擊突厥。但玄宗的北伐之計又爲吐蕃寇臨洮之役而延誤，不得已而將朔方將士西調，王晙調任隴右羣牧使、北庭都護郭虔瓘兼任涼州刺史、河西諸軍州節度使，連被罷的薛訥和致仕的解琬也被重新啓用以抵抗吐蕃的侵掠。默啜又趁機發兵攻突騎施可汗守忠，以其叛歸突厥的弟弟遮弩爲嚮導，“遣兵二萬擊守忠，虜之而還”。守忠即爲唐冊爲十四姓可汗的突騎施娑葛，娑葛和遮弩都被默啜殺害，部衆離散，多逃歸唐，娑葛部將蘇祿收服餘衆，自立爲可汗，後來在開元三年（715）被唐冊封爲忠順可汗，授左羽林大將軍、金方道經略大使，進爲特勤，並以阿史那懷道女爲金河公主以妻之。新可汗的冊立，重新穩定了西突厥的局勢。蘇祿西抵大食，南拒吐蕃，爲西域的安寧和穩定作出了貢獻。

開元三年是漠北諸部大規模投唐時期。這一年“十姓部落左廂咄六啜、右廂五弩失畢五俟斤及子婿高麗莫離支高文簡、阿跌都督阿跌思泰等各率其衆，相繼來降，前後總萬餘帳。制令居河南之舊地”。這些降戶仍以本部落爲單位而居，其首領被唐封爲都督、刺史，高文簡被拜爲左衛員外大將軍，封遼西郡王；阿跌思泰爲特進，右衛員外大將軍兼阿跌都督，“其餘首領封拜賜物各有差”。連默啜的女婿阿史德胡祿也來歸附，其原因是默啜發動了一系列攻打漠北九姓和葛邏祿三姓的戰爭，使葛邏祿部投靠涼州，胡祿屋部投奔北庭都護府，北庭都護府接到朝廷的敕旨，“敕北庭都護湯嘉惠、左散騎常侍解琬等發兵救之。五月，壬辰，敕嘉惠等與葛邏祿、胡祿屋、鼠尼施及定邊道大總管阿史那獻互相應援”。而且隨着涼州降戶的增多，唐朝也加強了對涼州的防禦，以防突厥默啜前來劫掠牧監馬和降戶。當年秋，年老昏饋、殘暴屬部的默啜又發兵鎮壓漠北九姓的反抗，七月，思結都督磨散等率衆來降，阿布思等部也被默啜擊敗，“九姓大潰，人畜多死，阿布思率衆來降”。漠北諸部的向背，向來是突厥興亡的先兆，唐玄宗君臣已經從日益增多的降戶一事中感覺到默啜政治的衰敗，認爲進攻的機會已到，於是“以涼州大總管薛訥爲朔方道行軍大總管，太僕卿呂延祚、靈州刺史杜賓客副之，以討突厥”。

此次出師結果未詳，但薛訥本傳言其充涼州鎮軍大總管後，“尋以年老，特聽致仕”，並不記其徵突厥之戰功，可見戰果不豐或根本未出師。開元四年（716），窮兵黷武的默啜又北征九姓拔也固部，雙方激戰於土拉河畔，拔也固部大敗。默啜負勝輕騎而歸，被埋伏在路旁柳林中的拔也固部壯士頡質略襲擊而死。頡質略便與入蕃使郝靈荃傳默啜首至京師。默啜的兒子號稱小可汗的移涅繼立爲可汗，於是“拔曳固、回紇、同羅、霫、僕固五部皆來降，置之大武軍北”。大武軍亦稱大同軍，“置在朔州，本大武軍。調露二年，裴行儉改爲神武軍，天受二年，改爲平狄軍。大足元年五月十八日改爲大武軍，開元十二年三月四日，改爲大同軍”。《資治通鑑》卷 212 開元八年六月：“突厥降戶僕固都督勺磨及阿跌部落散居受降城側……拔也固、同羅諸部在大同、橫野軍之側者……”證明南下降唐的漠北諸部被安置在唐之正州朔州、雲州、蔚州境內；而契丹、奚等族則再次請求內屬，玄宗封契丹王李失活松漠郡王、行左金吾大將軍兼松漠都督，“因其八部酋長，拜爲敕史”；奚王李大酺爲饒樂郡王、行右金吾大將軍兼饒樂都督。

面對日益增多的降戶和內屬的部落，唐朝從政治策略方面加強了對北部邊疆的管理，提高了各大都護府的地位，仍以親王遙領大都護。開元四年（716 ）正月二十九日，“以郯王嗣真爲安北大都護、安撫河東、關內、隴右諸蕃大使，以安北大都護張之運爲之副。陝王嗣升爲安西大都護、安撫河西四鎮諸蕃大使，以安西都護郭虔瓘爲之副。二王皆不出閣”，而由“副大使知節度事”。