米施可汗大为恐慌，上表请降。王忠嗣知其不是真心归附，于是结营于木刺、兰山，以探虚实，随后又向玄宗进献 《平戎十八策》。一切准备就绪后，王遣使说服拔悉密、回纥、葛逻禄三部酋长，向乌苏发起进攻，结果，乌苏兵败逃遁，国中大乱。
密切关注着北方局势的王忠嗣果断下令朔方部出击，攻打突厥的西部军区。朔方部穿越荒漠，马匹充足、装备精良，士气高昂，面对强大的唐军，突厥除战死者，部众基本上全部被唐军俘虏，重要人物悉数向唐朝廷投降 。天宝三载(744年)，王忠嗣趁突厥大乱之机，再次出兵北进。这次唐军的打击重点是实力较强的东方部落。朔方军进军神速，直抵萨河内山，一路势如破竹，攻势凌厉，一举击破突厥东部军事力量。至此，曾经称雄北方一百余年的突厥汗国终于退出了历史的舞台。这场前后延续达百年的战争，最终以大唐帝国的胜利而告终。
天宝五年(746年)，唐玄宗命王忠嗣兼任朔方、河东、河西、陇右四节度使。当时四镇兵力总共有26余万人。一人佩四镇之印，掌控万里边疆，劲兵重镇，这在大唐帝国的历史上，是从来没有过的事情。
王忠嗣成为手握重兵的河西、陇右、朔方、河东节度使之后，考虑吐蕃等国骑兵强盛，对唐军的威胁极大。于是早在朔方、河东之时，便在边界地区高抬马价，这样一来，各地胡人都争着把马卖给唐朝，王忠嗣将马尽数买下。从此胡人战马逐渐减少，而唐朝的兵马却更加强 壮。王忠嗣到陇右、河西之后，便奏请分朔方、河东镇的战马九千匹以充实河西、陇右，从此此二镇的兵马也强大起来。王忠嗣见四镇实力都强大起来，于是上表玄宗，决定对吐蕃用兵，以彻底解除唐西部边患，玄宗慷慨应允。
公元746年，王忠嗣集中优势兵力发动了对吐蕃的青海湖会战，大破吐蕃北线主力，随之乘胜追击，在积石会战中将吐蕃残部全歼，并俘虏了八千名依附吐蕃的吐谷浑军。
这次作战，吐蕃在青海、甘肃交界处设置的堡垒几乎被全部摧毁，死伤数万人，两个王子战死，重要战略盟友吐谷浑降唐。
自此，吐蕃在青海地带对唐朝由战略进攻转为战略防御，其对河西地带的威胁已基本解除。之后，王忠嗣又马不停蹄，千里奔驰，击败吐蕃、大食联军，并在此战中大胆提拔了当时还是青年将领的李光弼和郭子仪。大食慑于唐军军威，再不敢出兵。从此，大唐军威威震八方，四海畏服。
王忠嗣虽然自幼以勇武自负，但自从升任为节度一方的重要将领以后，却主张“以持重安边为务”。他曾经对人说：“国家升平之时，为将者在抚其众而已!吾不欲疲中国之力，以徼功名耳”。他这样做并不是麻痹大意，丧失警惕。他仍经常注重军事训练，妥善保养军械，充实边防，随时补充兵源。他本人就随身常带着一张重150斤的漆弓，但从不轻易使用。他带领的部队，士气十分高昂。他还注意搜集情报，以便迅速做出正确的决断，不打无准备之仗。每当有大规模的军事行动，他都要进行周密的安排与部署。首先要亲自召集各级军官进行战前动员，按士卒多寡发放兵械，一弓一箭，都要标上使用者的姓名， 仗打完后如数交还军械库。战士们都互相监督，爱护兵械，保障了军资的充足供应。因此他几乎每战必胜，深得将土们拥戴。
在兼任朔方、河东两镇节度使期间，王忠嗣掌管的地盘从朔方至云中，边境长度达数千里。
为了加强防御，他在要害地方都设置了城堡。有的地方以前唐军筑有旧城，他便派人加以修复，继续使用;有的地方地势险要，若无旧城，便派人据险修建新城。 坚固的城防连绵不断，其作用相当于万里长城。这种做法不但能够达到军事目的，由于施工量小，可以防止士兵过于劳累，又节约政府财政，因此更