这一年，朝廷在西京长安与东都洛阳之间的往来道路上，修建了一千多间行宫。
朝廷从左、右羽林军中分出部分兵力设置龙武军，将万骑营隶属于龙武军。润州刺史齐澣上奏说：“以往从瓜步渡江，路程迂回绕远六十里。请求从京口埭直接渡江，开凿一条二十五里长的伊娄河，直达扬子县，并修建伊娄埭。”玄宗采纳了他的建议。
开元二十七年，公元739年春季，正月壬寅日，玄宗命令陇右节度大使荣王李琬亲自前往本道巡视检查，处置各军事务，招募关内、河东地区的壮士三五万人，前往陇右地区防御吐蕃，到秋末如果没有敌军入侵，就允许他们返回故乡。
文武百官请求为玄宗加尊号为圣文皇帝；二月己巳日，玄宗准许了，于是大赦天下，免除百姓今年的田租。
夏季，四月癸酉日，玄宗下诏：“各种阴阳占卜方术，除了用于婚嫁丧葬选择吉日之外，其余的一律禁止。”己丑日，玄宗任命牛仙客为兵部尚书兼侍中，任命李林甫为吏部尚书兼中书令，让他们总管文武官员的选拔事务。
六月癸酉日，玄宗任命御史大夫李适之兼任幽州节度使。
幽州将领赵堪、白真陁罗伪造节度使张守珪的命令，派平卢军使乌知义在横水以北截击反叛的奚族残余部众；乌知义不肯听从命令，白真陁罗又伪造皇帝的敕令来逼迫他。乌知义迫不得已出兵，与奚族军队遭遇，先胜后败；张守珪隐瞒了战败的实情，向朝廷上报获胜的消息。事情渐渐泄露出去，玄宗命令内谒者监牛仙童前去调查核实。张守珪用重金贿赂牛仙童，把战败的罪责推到白真陁罗身上，逼迫他上吊自杀。牛仙童深得玄宗的宠幸，其他宦官都嫉妒他，于是一同揭发了这件事。玄宗大怒，甲戌日，命令杨思勖用杖刑处死牛仙童。杨思勖把牛仙童绑在木架上，打了数百杖，又挖出他的心，割下他的肉吃掉。张守珪因罪被贬为括州刺史。太子太师萧嵩曾经贿赂牛仙童，送给他城南的几顷良田，李林甫揭发了这件事，萧嵩因此被贬为青州刺史。
秋季，八月乙亥日，碛西节度使盖嘉运擒获突骑施可汗吐火仙。盖嘉运率军攻打碎叶城，吐火仙出城迎战，战败逃走，盖嘉运在贺逻岭将他擒获。盖嘉运又分别派遣疏勒镇守使夫蒙灵察与拔汗那王阿悉烂达干暗中率军突袭怛逻斯城，擒获黑姓可汗尔微，接着又攻入曳建城，俘获交河公主，将数万披散着头发的百姓全部交给拔汗那王，唐朝的声威震动了西部边陲。
壬午日，吐蕃侵扰白草军、安人军等地，陇右节度使萧炅率军将其击败。
甲申日，玄宗追赠孔子谥号为文宣王。此前，祭祀先圣先师时，周公的神位面朝南，孔子的神位面朝东。玄宗下诏规定：“从今以后孔子的神位面朝南，穿戴帝王的服饰，举行释奠礼时使用宫悬之乐。”又追赠孔子的弟子们为公、侯、伯的爵位。
九月戊午日，原先隶属于突骑施的处木昆、鼠尼施、弓月等部落，全都率领部众归附唐朝，还请求迁徙到安西都护府的管辖范围内居住。
太子李玙改名为李绍。
冬季，十月辛巳日，朝廷下令改建东都洛阳的明堂。丙戌日，玄宗前往骊山温泉；十一月辛丑日，返回宫中。甲辰日，明堂改建完成。
剑南节度使张宥，是文官出身，不熟悉军旅事务，他把军政事务全部委托给团练副使章仇兼琼。章仇兼琼入朝奏事，极力声称安戎城可以攻取，玄宗听后很高兴。丁巳日，玄宗任命张宥为光禄卿。十二月，任命章仇兼琼为剑南节度使。
起初，唐睿宗的丧期结束后，朝廷在太庙举行了祫祭；从此以后，朝廷每三年举行一次祫祭，每五年举行一次禘祭。这一年，夏天已经举行了禘祭，到了冬天又应当举行祫祭。太常寺商议后认为，祭祀的次数过于频繁就显得轻慢不敬，请求停止今年的祫祭，从此以后合计五年时间举行一次祫祭、一次禘祭；玄宗采纳了这个建议。
开元二十八年，公元740年春季，正月癸巳日，玄宗前往骊山温泉；庚子日，返回宫中。二月，荆州长史张九龄去世。玄宗虽然因为张九龄违抗自己的旨意而将他贬官逐出京城，但终究还是爱惜敬重他的为人，每次宰相举荐人才时，玄宗总会问道：“这个人的风度能够比得上张九龄吗？”
章仇兼琼暗中与安戎城中的吐蕃将领翟都局以及维州别驾董承晏勾结密谋，让翟都局打开城门，接应唐朝军队入城，将城中的吐蕃将士全部杀死，然后派监察御史许远率军驻守安戎城。许远，是许敬宗的曾孙。
甲寅日，盖嘉运入朝献上战利品。玄宗赦免了吐火仙的罪责，任命他为左金吾大将军。盖嘉运请求立阿史那怀道的儿子阿史那昕为十姓可汗；玄宗采纳了他的建议。夏季，四月辛未日，玄宗册封阿史那昕的妻子李氏为交河公主。
六月，吐蕃军队围攻安戎城。
玄宗嘉奖盖嘉运的功劳，任命他为河西、陇右节度使，让他筹划经略吐蕃。盖嘉运依仗着玄宗的恩宠，逗留京城迟迟不肯出发。左丞相裴耀卿上奏疏认为：“臣近来与盖嘉运同为朝官，观察他的行为举止，确实勇猛刚烈有余，但言语态度骄傲自大，恐怕难以成就大事。从前楚国的莫敖因为蒲骚之战获胜而骄傲自满，最终导致楚军大败；如今盖嘉运身上有轻视敌人的神色，臣私下里为这件事感到担忧。况且防备吐蕃秋季入侵的日子已经不远了，盖嘉运还没有说过出发的日期，如果临到战事爆发才动身前往，那么军中的官兵还来不及相互认识，凭什么来打败敌人呢！况且将军接受任命出征时，应当凿开凶门誓师出发；如今盖嘉运却从早到晚设宴饮酒，这恐怕不是忧虑国事、爱护百姓的表现。如果不能更换将帅，就应当催促他立刻启程，还恳请陛下降下圣恩，对他严加训诫勉励。”玄宗于是催促盖嘉运出发。后来盖嘉运终究还是没有立下功劳。
秋季，八月甲戌日，幽州节度使上奏，击败了奚族和契丹军。
冬季，十月甲子日，玄宗前往骊山温泉；辛巳日，返回宫中。
吐蕃侵扰安戎城和维州；朝廷征调关中地区的精锐骑兵前往救援，吐蕃军队才撤退离去。朝廷将安戎城改名为平戎城。
十一月，朝廷罢免了牛仙客所担任的朔方、河东节度使的职务。
突骑施酋长莫贺达干听说阿史那昕被立为十姓可汗，愤怒地说：“最先诛杀苏禄的，是我的计谋；如今朝廷却立阿史那昕为可汗，用什么来奖赏我呢？”于是率领各个部落反叛。玄宗于是立莫贺达干为可汗，让他统领突骑施的部众，命令盖嘉运招抚晓谕他。十二月乙卯日，莫贺达干向唐朝投降。
金城公主去世；吐蕃派使者前来唐朝报丧，并且请求和解，玄宗没有准许。
这一年，全国共有一千五百七十三个县，八百四十一万二千八百七十一户，四千八百一十四万三千六百零九人。西京长安、东都洛阳的米价每斛不到二百钱，绢的价格也是如此。全国境内富足安定，出行的人即使远赴万里之外，也不必携带任何兵器。
开元二十九年，公元741年春季，正月丁酉日，玄宗下诏说：“以往各州发生饥荒，都要等待上报朝廷、得到答复后，才能打开粮仓赈济百姓。路途遥远，怎么能解救那些处境危急的灾民呢！从今以后，委托各州县长官与采访使根据实际情况，先行开仓赈济，然后再向朝廷奏报。”
庚子日，玄宗返回宫中。玄宗梦见玄元皇帝（太上老君）告诉他说：“我有一尊神像在京城西南一百余里的地方，你派人去寻找，我会在兴庆宫与你相见。”玄宗派人到盩厔县的楼观山之间寻找，果然找到了神像。夏季，闰四月，玄宗派人将神像迎入兴庆宫供奉。五月，玄宗下令绘制玄元皇帝的真容，分别安置在各州的开元观中。
六月，吐蕃出动四十万大军入侵唐朝，抵达安仁军，浑崖峰的骑兵将领臧希液率领五千士兵击败了吐蕃军。
秋季，七月丙寅日，突厥派使者前来唐朝禀报登利可汗的丧事。起初，登利可汗的两个堂叔，分别掌管兵马，号称左杀、右杀。登利可汗担忧两杀专权跋扈，便与自己的母亲密谋，诱骗右杀前来，将他斩杀，亲自统领右杀的部众。左杀判阙特勒率领军队攻打登利可汗，将他杀死，拥立毘伽可汗的儿子为可汗；不久这位可汗又被骨咄叶护杀死，骨咄叶护改立他的弟弟为可汗；没过多久又将他杀死，骨咄叶护自立为可汗。玄宗趁着突厥内乱，癸酉日，命令左羽林将军孙老奴招抚晓谕回纥、葛逻禄、拔悉密等部落。
乙亥日，东都洛阳的洛水泛滥成灾，淹死一千余人。
平卢兵马使安禄山，为人狡诈奸猾，善于逢迎讨好，很多人都称赞他。玄宗身边的人前往平卢的，安禄山都会用重金贿赂他们，因此玄宗更加认为安禄山是个贤能的人。御史中丞张利贞担任河北采访使，抵达平卢。安禄山曲意逢迎张利贞，甚至连张利贞身边的随从都得到了贿赂。张利贞入朝奏事，极力称赞安禄山的优点。八月乙未日，玄宗任命安禄山为营州都督，兼任平卢军使，以及两蕃、渤海、黑水四府经略使。
十一月庚戌日，司空、邠王李守礼去世。李守礼平庸鄙陋，没有才能见识，每当天气即将下雨或者放晴，他都能事先预知，不久之后，天气果然如他所说的那样。岐王、薛王等诸王对玄宗说：“邠王哥哥有法术。”玄宗询问其中的缘故，李守礼回答说：“臣并没有什么法术。武则天时期，因为章怀太子的缘故，臣被幽禁在宫中十几年，每年都会被敕令杖责好几次，背上的疤痕很厚，快要下雨的时候就会感到沉闷，快要放晴的时候就会感到轻松爽快，臣就是凭借这个来预知天气的。”说着便泪流满面；玄宗也为他感到悲伤。
辛未日，太尉、宁王李宪去世。玄宗感到格外哀痛惋惜，说：“这天下，原本是哥哥的天下；哥哥坚决将皇位让给我，他就是唐朝的太伯，用普通的谥号不足以彰显他的德行。”于是追赠李宪谥号为让皇帝。李宪的儿子汝阳王李璡，上表追述父亲谦逊退让的遗志，不敢接受皇帝的谥号；玄宗没有准许。入殓的时候，玄宗派人从宫中取出御服，亲手写信送到李宪的灵座前，信中自称“隆基白”；又将李宪的陵墓命名为惠陵，追赠他的妃子元氏谥号为恭皇后，与李宪合葬在一起。
十二月乙巳日，吐蕃军队血洗达化县，攻陷石堡城，盖嘉运无力抵御。