幸存的唐军只剩数百骑，包括薛仁贵在内，都已作好赴死的准备，没想到论钦陵突然解除对他们的包围，主动提出议和，自是喜出望外，欣然接受。论钦陵确实是位气概非凡的人物，他信守承诺，真的把薛仁贵、阿史那道真、郭待封、吐谷浑可汗等一行人全放走了。这些人还没到长安，大唐边关守将已将薛仁贵惨败之事上奏了朝廷，唐高宗没想到薛仁贵首次担任主帅，就把五万精兵几乎赔得干干净净，气愤之下，派特使带着枷锁前往审讯其战败的原因。薛仁贵没有向特使检举郭待封违抗军令、擅自行动的罪行，独自揽下了战败的全责，特使随后如是向皇帝汇报—薛仁贵犯的是死罪。幸好薛仁贵救过唐高宗的命，唐高宗终究不忍杀他，将他革职为平民，后又流放至象州（在今广西省境内）；至于和薛仁贵争功的郭待封，下场同样好不到哪去，他与阿史那道真随后也被赶出了朝廷，从此下落不明。

经过大非川之战，吐蕃进一步稳固了其对吐谷浑领土的控制，吐谷浑可汗见复国无望，率族人改迁往灵州居住，唐朝在他们定居之地新设安乐州，任命吐谷浑可汗为州刺史，以示恩抚。吐谷浑是别人的领土，大唐可以不收回，但安西四镇大唐却必须收复，之后数年，唐朝与吐蕃在西域攻战不断，安西四镇的归属权也随之变幻不定，一会儿被大唐收复，一会儿又被吐蕃再度攻取。公元676年，吐蕃赞普芒松芒赞去世，新任赞普赤都松赞继位。论钦陵和其兄赞悉若为稳定国内政局，暂时停止与唐朝的战事，唐朝藉此收复安西四镇；但仅仅过了两年，论钦陵又带着吐蕃大军杀了回来，再次将四镇攻战。到这时，经过长达八年的休整，唐朝已具备重新发动一场大规模战役的能力，唐高宗遍观满朝大将，觉得有一人颇合自己心意—“抗日名将”刘仁轨。唐高宗遂派人将官居宰相，当时在鄯州（在今青海省海东市）担任检校都督（指临时代理都督一职）的刘仁轨召回朝中，询问他是否愿意主动出战吐蕃，一洗大非川惨败的耻辱。刘仁轨再三推辞，并为皇帝推荐了一人：“能胜任此事的，非李敬玄不可。”唐高宗听从了他的建议，任命李敬玄为洮河道大总管兼镇抚大使、检校鄯州都督，代替刘仁轨率军出战吐蕃。

至于刘仁轨为何不推荐别人，而力荐李敬玄，主因不是李敬玄有元帅之才，而是这二人都身居宰相的高位。其中，李敬玄是中书令，也就是首席宰相，而刘仁轨时任尚书左仆射，虽同样是宰相，级别要比中书令次一级。刘仁轨担任检校鄯州都督期间，因该地紧邻着吐谷浑故地，吐蕃大军整日在他眼皮子底下磨刀霍霍，刘仁轨出于加固边防的考虑，向朝廷提出了许多建议，比如说要钱犒劳士兵，要加派人手帮忙筑城等等…结果，由于首席宰相李敬玄一心想着帮朝廷节约开支，官职又比他大一级，许多提议都被驳回。时间久了，刘仁轨心中自然压了一团无名火—你李敬玄一介文官，哪知吐蕃的可怕，行，我不干了，你行你上！就是这个缘故，他才向皇帝推荐了政治才能杰出，军事才能几乎为零的李敬玄—巴不得他出丑，最好丢掉官帽才好。唐高宗哪知这二人结怨的来龙去脉，竟然真的把李敬玄推上了战场。天地良心，李敬玄知道自己根本不会打仗，也想推辞不干，但唐高宗这次没有耐心再让他推荐其他人了，用威胁的口气说道：“刘仁轨不去，你也不去，难道是想让朕亲自挂帅吗?”李敬玄不敢再分辨，只好硬着头皮前往鄯州。

唐高宗并不糊涂，他知道连薛仁贵都打不赢的仗，让李敬玄打更有风险，所以，他给李敬玄整整配备了步骑大军十八万人，粮草辎重远远也多过薛仁贵出战的那一次，至于作战的目标却很简单，小胜就行，让吐蕃君臣明白大唐的厉害，今后不敢再染指安西四镇。可问题是，即使兵强马壮，粮草充足，又只求“小胜”，那也得看李敬玄的对手是谁—那可是论钦陵！双方主帅，一位连基本的兵法都不懂，另一位却是智谋超群的常胜将军，一旦相遇，结果哪有悬念？李敬玄与论钦陵首战，唐军大败，先锋部队全军覆没；再战，李敬玄又大败，这次甚至有全军覆没的危险，幸好危急时刻，百济亡国之后投降大唐的黑齿常之挺身而出，率数百敢死之士奋力掩护李敬玄撤退，李敬玄才捡了一命，带着伤亡近半的唐军灰头土脸地逃到了鄯州，闭门坚守。到这时，李敬玄才明白刘仁轨为何之前一会儿要钱，一会儿要人—论钦陵和吐蕃大军太可怕了，哪怕他有十八万大军也难求一胜！李敬玄在鄯州苦苦支撑了一年多，最后实在撑不下去了，只好借口有病，哀求皇帝让他回朝。唐高宗派人到前线视察，发觉李敬玄生病是假，畏敌是真，生气之余，冷静想想这事还真不能完全怪他，是自己用人不当，只好把他召回来，贬为衡州刺史。至于刘仁轨，仅被唐高宗训斥了一通，仍然当他的宰相。