“吐蕃倦徭戍久矣，咸愿解和；以钦陵欲裂四镇，专制其国，故未归款。陛下诚能岁发和亲使，而钦陵常不从，则其下必怨，设欲大举，固不能，斯离间之渐也。”后然其计。后数年，吐蕃君臣相猜携，卒诛钦陵，而其弟赞婆等来降，因诏元振与河源军大使夫蒙令卿率骑往迎。授主客郎中。
久之，突厥、吐蕃联兵寇凉州，后方御洛城门宴，边遽至，因辍乐，拜元振为凉州都督，即遣之。初，州境轮广才四百里，虏来必傅城下。元振始於南硖口置和戎城，北碛置白亭军，制束要路，遂拓境千五百里，自是州无虏忧。又遣甘州刺史李汉通辟屯田，尽水陆之利，稻收丰衍。旧凉州粟斛售数千，至是岁数登，至匹缣易数十斛，支廥十年，牛羊被野。治凉五岁，善抚御，夷夏畏慕，令行禁止，道不举遗。河西诸郡置生祠，揭碑颂德。
神龙中，迁左骁卫将军、安西大都护。西突厥酋乌质勒部落盛强，款塞愿和，元振即牙帐与计事。会大雨雪，元振立不动，至夕冻冽；乌质勒已老，数拜伏，不胜寒，会罢即死。其子娑葛以元振计杀其父，谋勒兵袭击，副使解琬知之，劝元振夜遁，元振不听，坚卧营为不疑者。明日，素服往吊，道逢娑葛兵，虏不意元振来，遂不敢逼，扬言迎卫。进至其帐，修吊赠礼，哭甚哀，为留数十日助丧事，娑葛感义，更遣使献马五千、驼二百、牛羊十余万。制诏元振为金山道行军大总管。
乌质勒之将阙啜忠节与娑葛交怨，屡相侵，而阙啜兵弱不支。元振奏请追阙啜入宿卫，徙部落置瓜、沙间。诏许之。阙啜遂行。至播仙城，遇经略使周以悌，以悌说之曰：“国家厚秩待君，以部落有兵故也。今独行入朝，一矰旅胡人耳，何以自全？”乃教以重宝赂宰相，无入朝，请发安西兵导吐蕃以击娑葛；求阿史那献为可汗以招十姓；请郭虔使瓘拔汗那搜其铠马以助军，既得复雠，部落更存。阙啜然之，即勒兵击于阗坎城，下之。因所获，遣人间道赍黄金分遗宗楚客、纪处讷，使就其谋。元振知之，上疏曰：
国家往不与吐蕃十姓、四镇而不扰边者，盖其诸豪泥婆罗等属国自有携贰，故赞普南征，身殒寇庭，国中大乱，嫡庶竞立，将相争权，自相翦屠，士畜疲疠，财力困穷，顾人事、天时两不谐契，所以屈志於汉，非实忘十姓、四镇也。如其有力，后且必争。今忠节忽国家大计，欲为吐蕃乡导主人，四镇危机恐从此启。吐蕃得志，忠节亦当在贼掌股，若为复得事我哉？往吐蕃於国无有恩力，犹欲争十姓、四镇；今若效力树恩，则请分于阗、疏勒者，欲何理抑之？且其国诸蛮及婆罗门方自嫌阻，藉令求我助讨者，亦何以拒之？是以古之贤人，不愿夷狄妄惠，非不欲其力，惧后求无厌，益生中国事也。臣愚以为用吐蕃之力，不见其使。
又请阿史那献者，岂非以可汗子孙能招绥十姓乎？且斛瑟罗及怀道与献父元庆、叔仆罗、兄俀子，俱可汗子孙也。往四镇以他匐十姓之乱，请元庆为可汗，卒亦不能招来，而元庆没贼，四镇沦陷。忠节亦尝请以斛瑟罗及怀道为可汗矣，十姓未附而碎叶几危。又吐蕃亦尝以俀子、仆罗并拔布为可汗矣，亦不能得十姓而皆自亡灭，此非它，其子孙无惠下之才，恩义素绝故也。岂止不能招怀，且复为四镇患，则册可汗子孙其效固试矣。献又远于其父兄，人心何繇即附，若兵力足取十姓，不必要须可汗子孙也。
又请以郭虔瓘搜兵税马於拔汗那。往虔瓘已尝与忠节擅入其国，臣时在疏勒，不闻得一甲一马，而拔汗那挟忿侵扰，南导吐蕃。将俀子，以扰四镇。且虔瓘往至拔汗那国，四面无助，若履虚邑，犹引俀子为敝。况今北有娑葛，知虔瓘之西，必引以相援，拔汗那倚坚城而抗于内，突厥邀伺于外，虔瓘等岂能复如往年得安易之幸哉？
疏奏不省。
楚客等因建遣摄御史中丞冯嘉宾持节安抚阙啜，以御史吕守素处置四镇，以牛师奖为安西副都护，代元振领甘、凉兵，召吐蕃并力击娑葛。娑葛之使娑腊知楚客谋，驰报之。娑葛怒，即发兵出安西、拨换、焉耆、疏勒各五千骑。於是阙啜在计舒河与嘉宾会，娑葛兵奄至，禽阙啜，杀嘉宾，又杀吕守素於僻城、牛师奖於火烧城，遂陷安西，四镇路绝。元振屯疏勒水上，未敢动。楚客复表周以悌代元振，且以阿史那献为十姓可汗，置军焉耆以取娑葛。娑葛遗元振书，且言：“无仇于唐，而楚客等受阙啜金，欲加兵击灭我，故惧死而斗。且请斩楚客。”元振奏其状。楚客大怒，诬元振有异图，召将罪之。元振使子鸿间道奏乞留定西土，不敢归京师。以悌乃得罪，流白州，而赦娑葛。
睿宗立，召为太仆卿。将行，安西酋长有剺面哭送者，旌节下玉门关，去凉州犹八百里，城中争具壶浆欢迎，都督嗟叹以闻。景云二年，进同中书门下三品，迁吏部尚书，封馆陶县男。先天元年，为朔方军大总管，筑丰安、定远城，兵得保顿。明年，以兵部尚书复同中书门下三品。
玄宗诛太平公主也，睿宗御承天门，诸宰相走伏外省，独元振总兵扈帝，事定，宿中书者十四昔乃休。进封代国公，实封四百户，赐一子官，物千段。俄又兼御史大夫，复为朔方大总管，以备突厥。未行，会