辛巳日，勃海王大武艺去世，他的儿子大钦茂继位。
九月丙申朔日，发生日食。
起初，唐高宗仪凤年间，吐蕃攻陷安戎城并占据了它，安戎城地势险要，唐朝屡次出兵攻打，都没能攻克。剑南节度使王昱在安戎城旁边修筑了两座城池，驻军在蒲婆岭下，运送物资粮草逼近安戎城。吐蕃出动大军援救安戎城，王昱的军队大败，数千人战死。王昱脱身逃走，军用物资粮草全部丢弃。玄宗将王昱贬为括州刺史，后来又再次贬为高要县尉，王昱最终死在那里。
戊午日，玄宗册封南诏首领蒙归义为云南王。
蒙归义的祖先原本是哀牢夷人，居住地在姚州以西，东南与交趾接壤，西北与吐蕃相邻。蛮人把国王称为诏，原先有六个诏：蒙舍诏、蒙越诏、越析诏、浪穹诏、样备诏、越澹诏，六诏兵力相当，谁也不能统一其他五诏；历代朝廷都借此来分化他们的势力。蒙舍诏地处最南边，所以被称为南诏。唐高宗时期，蒙舍诏的首领细奴逻首次入朝觐见。细奴逻生下逻盛，逻盛生下盛逻皮，盛逻皮生下皮逻阁。皮逻阁逐渐强大起来，而其他五诏则日渐衰弱；恰逢皮逻阁立下击败渳河蛮的功劳，于是他贿赂王昱，请求朝廷将六诏合并为一诏。王昱为他向朝廷上奏请求，朝廷准许了，还赐名归义。从此以后，皮逻阁用武力威胁降服各个蛮族部落，有不听从的就将其消灭，接着又击败了吐蕃，将都城迁到大和城；他的后代最终成为唐朝的边境祸患。
冬季，十月戊寅日，玄宗前往骊山温泉；壬辰日，返回宫中。
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。
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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