这使得张义潮的起义军更是军心大振。大中五年(公元851年)，张义潮率军开始对吐蕃展开大规模军事攻势，吐蕃在河西腐朽的统治立刻土崩瓦解，各州的吐蕃军队往往闻风而逃，都退往凉州。到这一年的八月，张义潮军已经收复了整个河西走廊中除凉州之外的所有州县，河西终于又重归大唐的版图之中机密。

大中五年(公元851年)八月，张义潮第二次向长安派出规模宏大的信使队伍，携带着河西11州(瓜州、沙州、伊州、西州、甘州、肃州、兰州、鄯州、河州、岷州、廓州)的图籍入长安告捷。为了对中央政府表示忠诚，张义潮的兄长张义潭毅然作为信使带队前往长安，并且就此留在长安为质。并且在张义潭之子张淮深成年之后，张义潮也于咸通八年（公元867年）以69岁高龄入京。以张义潮为代表的归义军以实际行动向中央政府表示了他们的忠诚。

由于此时河西走廊的大多数州县已经处在张义潮军的控制之下，所以这一次的信使团出使长安的行程十分的顺利。唐宣宗接到瓜、沙11州图籍和张义潮的捷报后，特下诏表扬张义潮等人的忠勇和功勋，诏令说：张义潮“抗忠臣之丹心，折昆夷之长角。窦融河西之故事，见于盛时;李陵教射之奇兵，无非义旅”。11月，唐王朝于沙州建立归义军，统领瓜沙等11州，授张义潮归义军节度使、11州观察使，管内观察处置，检校礼部尚书，兼金吾大将军，食邑2000户，实授300户。拜李明达为河西节度衙兼监察御史，拜李明振为凉州司马检校国子祭酒，御史中丞，授吴安正为武卫有差。而作为人质留在长安的张义潮兄长张义潭则被授为金吾卫大将军。

随着瓜、沙、肃、甘诸州的收复及沙州归义军的建立，吐蕃军队节节败退，最后集中于姑臧(凉州)。凉州是北朝、隋唐以来的河西重镇，唐朝前期一直是横断吐蕃和突厥的河西节度使所在地。吐蕃统治时期，又是统辖河西东部的大军镇驻地。如果凉州仍在吐蕃手里，那么张义潮所提出的收复河西东部及陇右数郡就是一句空话。因此,为了有效地控制河陇地区，张义潮便从大中十二年（公元858年）八月率军开始了他东征凉州吐蕃的伟大壮举。当然此时的凉州已经聚集了大批的吐蕃军队，另外还有河西陇右地区败退至凉州的吐蕃军，军力十分雄厚，这导致了凉州战役变得极其艰难。

前面已经说到吐蕃在河西倒行逆施，不但导致了唐人的愤怒，就是吐蕃人也对统治者极为不满。而归义军建立之后秉承大唐传统，对各族人民一视同仁，有力地团结了在河西