元稹派人在吐蕃后方不断地进行收集情报和渗透策反工作，掌握了两个重要动向，汇报给李纯和武元衡。
一是河西一带的汉人，存在着强烈的反吐蕃心理，不少汉人联合抱团，对抗吐蕃人的欺凌，尤其以沙州（今甘肃敦煌）的张元甫、张议潮父子为首的汉人反吐蕃的决心最大。
二是吐蕃廓州（今青海尖扎）节度使论恐勒和鄯州（今青海西宁）节度使尚比尼不和，两个人明争暗斗，相互不服。
在觉察到唐朝可能用兵的企图以后，吐蕃纠集了四十万军队，大相尚思罗出镇兰州，计划以兰州为中心，对抗唐军的进攻。
针对当时的形势，尚思罗认为唐军进攻的重点可能是在北线，所以在秦州、原州一带集结了较多的兵力。为了以防万一，也保留了一定的机动兵力，作为策援。
进入元和七年二月，武元衡指挥唐军开始了一系列的准备。将3万平蛮军调到了彭州（今四川彭县）到雅州（今四川雅安）一带，计划作为第一波进攻力量，并抽调川蜀、黔中、湖北三道共1.5万人的地方部队，主要作为后方防御和机动支援兵力。
将3万平蕃军调到了凤翔以西边境一带，作为第二波北线的左翼主攻部队，并将2万兴中军调到凤翔，作为其后援。将3万威西军调到泾州（今甘肃平凉），作为第二波北线的右翼主攻部队，与平蕃军形成夹击的效果。
为了保障物资运输，关内道组织了3.5万民夫，川蜀道组织了1.5万民夫，不断向前线运送军事物资。
科工部大规模生产武器弹药，平蛮军、平蕃军、威西军三个军团全部配备新式火器，并在2月份完成训练，兴中军作为二线部队，配备了一半常规武器，一半火器。
户部在钱粮物资上也进行了充分的准备，将士的军饷足额发放，打胜仗还有赏银，在后方准备了足够的粮草。
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