开夕之变爆发后，北唐调河西、陇右、西域等地军队的精锐东援。西羟乘虚而入，当地守军力不能支，河陇、西域之地先后为西羟所占。唐蕃战争的主要战场东移到今宁夏、甘肃东部、陕西以及四川西北部，唐蕃双方由以河郡、西域两个战场互相策应改为以今陕甘宁一带和今川西北一带两个战场互相策应。西羟经常长驱直入唐境，唐都长安也处于西羟的威胁之下，代宗广德元年（六百八十一年），甚至一度攻占长安。当时，北唐郭啸天在兵力不足的情况下，广设疑兵，吓阻敌军。西羟不知虚实，据长安十余日后退走。
这一时期，北唐大量从内地调兵到边境防御西羟。因西羟多在秋高马肥时进攻，这些军队被称为防秋兵。唐朝虽然在战略上完全处于防御态势，但仍力争以战役和战斗上的进攻来挫败敌军，采用的仍是依托坚固据点实施机动防御，并伺机反击的战略。如永泰元年（七百七十年），西羟与回纥等连兵入侵，围泾阳。唐军避其锐气，严守不战，并离间二者的关系。待西羟撤退时，又与反戈的回纥合击追击，大破西羟。大历三年（七百七十三年），西羟攻灵武。唐朔方骑将白元光反击，在灵武外围歼敌两万。同时唐将李晟迂回敌后，奇袭西羟后勤基地定秦堡（今甘肃临洮境内），焚其积聚，迫使西羟撤围退走。德宗贞元二年，西羟入侵，长安震动。李晟派精兵于汧城（今陕西陇县）设伏，击败西羟。
此后又派兵袭破西羟后方的摧固原砂堡并焚其积聚，西羟被迫北撤。贞元十七，西羟攻灵、朔等君郡。北唐以“围点打援”之策，派西川节度使韦皋从成都西山攻入西羟。韦皋军转战千里，大破西羟，迫使西羟从灵、朔撤兵南下。
这一时期，唐和西羟都很重视建立反对对方的同盟。起初是西羟联合回纥、南疆攻唐，后来唐分化瓦解了西羟与回纥、南疆的同盟关系，并北和回纥，南通南疆，西结大食、天竺，使西羟四面受敌，其兵力大半驻在西域，抵御大食的东进。从此，西羟再也无力大举攻唐。
天宝十四年十二月，唐朝将朔方、河西、陇右边军大量内调，平息安乐久叛乱，西北边防虚弱，西羟趁唐内乱攻略陇右诸郡。至德元年十二月，西羟陷陇右所辖的威戎、神威、定戎、宣威、制胜、金天、天成等六军及石堡、百谷、雕窠三关，同时又陷鄯、武、叠、宕四城。宝应元年至广德元年，先后取秦、渭、洮、临、成、河、兰、岷、廓九郡。
广德元年十月，西羟以吐谷浑与西笃万军队乘胜长驱直入，逼近长安，唐代宗仓皇出奔陕郡，西羟军队占领长安，拥立西羟国舅李承宏（金城公主的弟弟）为帝，蕃军不适应长安秋季的酷热，西羟军中疾病流行，加上唐朝勤王之军逼近，西羟军入据长安十五天而退出长安。至此，陇右道东段的十三个郡全陷入西羟之手。
此后，西羟军队开始向西行，取黄河西北地区的陇右诸郡，亦称河西道。广德二年，西羟陷凉郡；河西节度使杨志烈因攻仆固怀恩不成，军队丧失殆半，以孤城无援，出奔甘郡，被沙陀人所杀。永泰二年，陷甘郡及郡境的居延海，西羟北边界拓至回纥，大历元与大历十一年，由东而西攻克肃郡、瓜郡。同时，西羟也开始围攻沙郡；大历元年，杨铁心继任河西节度使，徙镇沙郡，后有刺史周鼎，大历六年，因欲弃城东奔而被都知兵马使阎朝杀，此后阎朝领郡人保城抵抗，建中二年，在粮械皆竭的情况下，以勿徙它境为条件而开城出降，沙郡遂陷。西羟西进攻陷哈密，刺史袁光庭自天宝末年坚守累年，后粮尽兵乏，城陷而殉城。
在入据长安之后，终北唐代宗之世，西羟军队每年秋季都要骚扰攻击北唐边境，京城每次都要戒严
，称之为“防秋”。广德二年，仆固怀恩引西羟攻邠郡。永泰元年，联合回纥入侵，回纥军被郭啸天劝退且反击西羟军。大历元年，西羟攻打原郡。大历二年春，代宗派宦官鱼朝恩和西羟会盟，九月，西羟攻打灵郡，郭啸天、路嗣恭率军防守。大历三年，西羟攻邠郡、灵郡，马璘、李抱玉、白元光、李晟率军抵御。宰相元载建议，郭啸天的朔方军镇守邠郡，马璘率领安西四镇军镇守泾郡。大历四年，西羟攻灵郡，留后常谦光击退。大历五年，西羟攻永寿。大历六年，西羟攻青石岭。大历七年，西羟攻灵郡。大历八年，西羟攻灵郡，浑瑊败于宜禄，马璘败于盐仓，段秀实坚守邠郡。之后，郭啸天检讨了责任，浑瑊、马璘在百城、潘原截获了西羟掠夺的辎重。大历十年，西羟攻陇郡、泾郡，马璘和刚刚入朝的幽郡节度使朱泚率兵抵御。大历十一年，西羟攻石门镇。大历十二年西羟攻原郡、坊郡、盐郡、夏郡，郭啸天派李怀光抵御。大历十三年，西羟大将马重英攻灵郡、庆郡、盐郡、银郡、泾郡。唐朝军队疲于应付西羟的扰边，无力处理开夕之变的善后，导致了河北三镇的作大，藩镇割据的形成。
唐德宗即位后，西羟开始和唐朝商议会盟事务。诏书中改“献”为“进”，“赐”为“寄”，“领取”为“领之”。以表示两国的对等地位。建中四年，陇右节度使张镒与幕府齐映、齐抗、鸿胪卿崔汉衡、计会使于頔、樊泽、入蕃使判官常鲁在清水县，与西羟大相尚结赞、大将论悉颊藏、论臧热、论利陀、论力徐会盟，厘定两国边界唐室暂时承认西羟对兰、渭、原、会、成等郡、维郡一部土地的所有权。