西部的故土。联军连战连胜，斩首吐蕃军万余，陆续收复西州、北庭、轮台（均在今新疆的西部和北部），这是高仙芝时代之后，唐军唯一的一次如此深入西域作战，距离最远、战果最大。
十月，归义军回师青海，张义潮与部下北庭回鹘首领仆固俊、吐蕃降军首领拓跋怀光一起率军围攻廓州，包围了当时吐蕃最高统治者、在西域做乱多年的吐蕃王朝大相尚恐热。由于对尚恐热的愤恨，归义军作战极为凶猛，吐蕃军全线溃败。拓跋怀光率领五百骑兵突入城中，生擒论恐热，将之砍掉四肢、再斩首示众，并将首级传送长安。尚恐热的部下仓促突围，在向秦州逃命途中，很不幸又遇上归附大唐的前吐蕃大将尚延心，遭到毁灭性打击，尚延心奏告朝廷后，将尚恐热的余众全部迁于岭南地区。吐蕃从此以后一蹶不振，大唐的河西地区彻底被肃清。
按史书记载，唐军“西尽伊吾，东接灵武，得地四千余里，户口百万之家，六郡山河，宛然而旧”。张议潮和归义军创造了“败吐蕃，河西、陇右之地尽归大唐”的奇迹，这是张义潮自沙州起义后的第十八年，也是他整个人生的顶点。
一年之后的咸通八年（867），张义潮在长安留为人质长达十六年的兄长张义潭去世，为了避免中央政府的猜忌和