命令，赵充国的儿子赵昂（中郎将）害怕起来，托人去劝说他的父亲放弃自己的主张，赶快执行皇帝的旨意，说“一旦不合上意，遣绣衣（御史）来责将军，将军之身不能自保，何国家之安？”赵充国斩钉截铁地回答：“我就是要以死来坚持自己的主张，对圣明的皇帝来说是应该以忠言相告的。”于是他又向皇帝呈上关于屯田于边的奏章，详细阐述了国家、军队和边防的关系。他指出：“就经济而论，现在我的军队，每月需要谷子十九万九千六百三十斛，盐一千六百九十三斛，干草和麦秸二十五万二百八十六石，全靠内地转运，战事一天不解决，征税、劳役就停止不了；就边防而言，目前的紧张局势不仅仅是羌族问题，羌族问题如不从根本上解决，四邻小国还会一个影响一个地发生变乱。我们的军队要想立于不败之地，贵在运用谋略，尽量避免正面冲突即实际交战；战场上的百战百胜，也不是善于用兵者的最高理想，应先造成敌人必败的条件，我们才能稳操胜券。如今羌军内部离心离德，想来归降的人与日俱增。英明的皇上如能在这种时候决定罢兵屯田，威德并用，那么，用不了多久就可取得全面的胜利。”与此同时，他提出“班师罢兵，万人留田”的建议，具体陈述了屯田的十二条好处，归纳起来，有三个方面：一是政治上，“万人留兵屯田以为武备”，可以产生震慑敌人的重大影响，同时可减轻国内劳役，使百姓获得喘息的机会；二是经济上，屯田士兵生产的粮食可以自给自足，节省国家巨大的开支，不仅不用朝廷“千里馈粮”，还可以有剩余粮食输入国库作为储备；三是军事上，以往由于供给不足，北部边陲一万余里的防线上只有几千将士，现留一万步兵屯田，有效地增强了边防力量，“执及并力，以逸待劳”，可以随时抵御外族袭扰。总之，留兵屯田之举，对内有不花钱的好处，对外有防备敌人的作用，是个不必作战就能取胜的计策。
赵充国为坚持屯田之策，秉笔直书，极言利弊，三次上书皇帝。他的奏章送到朝廷后，皇帝每次都要召集群臣讨论。表示赞同的人第一次不足十分之三，第二次达一半，第三次则有十分之八。就连原先持反对意见的丞相魏相也说：“我等愚昧不懂兵事，后将军规划有方，我认为他的策略必定行之有效。”于是汉宣帝终于批准了他的屯田之策。
这时，许延寿和辛武贤仍然主张进击羌人，宣帝也予以批准，两策并用，命许、辛和中郎将赵印会师进剿。结果，许延寿收降羌人四千多名，辛武贤斩杀二千，赵印斩杀，收降二千多人，唯有赵充国兵不出营而收降五千多人。于是赵充国又上奏章说：“羌人约有五万士兵，已经斩首七千六百级，投降三万一千二百人，淹于湟水和饥饿而死的也有五六千人，现在逃跑的充其量不过四千兵马，况且罕羌首领表示，要杀死先零羌的首领杨玉，于是请求回军。宣帝答应后，赵充国于神爵二年（前60年）“振旅而还”。当年秋天，先零羌首领杨玉果然被部下杀死，其部属四千多人全部归降汉军。
后来赵充国告老请退，皇帝赐予安车驷马，免官归第。甘露二年（前52年）十二月病逝，享年八十六岁，谥号壮侯。