数员将领，硬生生挡住了追兵的攻势。正是凭借马武的拼死掩护，汉军才得以摆脱追兵，狼狈撤回关中。
经此一败，刘秀意识到隗嚣的实力远超预期，平定陇右绝非易事。他随即调整部署：命耿弇率军驻守漆县（今陕西彬县），冯异驻守栒邑（今陕西旬邑东北），祭遵驻守沂县（今陕西陇县南），形成三足鼎立之势，防备隗嚣东进；同时急调镇守洛阳的大司马吴汉率军西进，在长安集结兵力，补充粮饷，为下一次征战做准备。
隗嚣虽在陇坻大胜，却并未满足，他想趁机扩大战果，夺取关中。同年秋，隗嚣派行巡率军进攻冯异驻守的栒邑，派王元进攻祭遵驻守的沂县。然而，此时的汉军已吸取了陇坻之败的教训，冯异采取“空城计”，故意示弱，诱使行巡军进入栒邑城，随后伏兵四起，行巡军猝不及防，大败而逃；祭遵则凭借沂县的坚固城防，坚守不出，王元率军猛攻多日，始终无法破城，最终因粮草耗尽而撤军。隗嚣的东进计划彻底破产。
更令隗嚣雪上加霜的是，他的“盟友”开始倒向刘秀。割据河西（今甘肃河西走廊一带）的窦融，早在刘秀称帝之初便有意归附，只是因隗嚣的牵制而迟迟未动。此时见隗嚣反汉且战事不利，窦融果断决定归附刘秀，派遣使者前往长安，向刘秀表示臣服。随后，窦融率军进攻金城（今甘肃兰州市西北），击破了依附隗嚣的羌族豪强何封等部，从西侧对隗嚣形成了威胁。
与此同时，隗嚣麾下的大将马援也选择了归附刘秀。马援本是隗嚣的亲信，曾多次出使洛阳，对刘秀的雄才大略十分敬佩，早已不愿追随隗嚣割据一方。隗嚣反汉后，马援趁机逃离陇右，投奔刘秀。刘秀对马援的到来极为重视，不仅亲自接见，还赐予他五千精锐骑兵，命他前往陇右招降隗嚣的部属与羌族豪长。马援熟悉陇右的地理与人事，很快便成功策反了一批隗嚣的部下，从内部瓦解了隗嚣的势力。
隗嚣陷入腹背受敌、内部不稳的困境，心中恐慌，遂改变策略，派人向刘秀上书，假意表示亲善，企图以此作为缓兵之计，争取时间重整旗鼓。然而，刘秀早已识破他的阴谋，拒绝了他的请求。走投无路的隗嚣，只得派遣使者前往巴蜀，向公孙述称臣，寻求庇护。公孙述为了牵制刘秀，也乐于接纳隗嚣，双方结成同盟，共同对抗东汉。
建武七年（公元31年）春，公孙述为了巩固与隗嚣的同盟，正式立隗嚣为“朔宁王”，并派遣军队进驻陇右，援助隗嚣。得到巴蜀援军的支持后，隗嚣的底气重新足了起来，决定再次对东汉发起进攻。同年秋，隗嚣亲自率领三万步骑兵，进攻东汉的安定郡（郡治高平，今宁夏固原），大军进至阴架（今甘肃泾川东），逼近关中。同时，他还派遣另一支部队进攻祭遵驻守的沂县，企图两面夹击，夺取关中。
然而，隗嚣的进攻再次遭到了汉军的顽强抵抗。冯异率军驰援安定郡，在阴架与隗嚣军展开激战。冯异深知隗嚣军锐气正盛，不宜硬拼，遂采取疲敌之策，先是坚守营垒，不与敌军交战，待隗嚣军粮草将尽、士气低落时，突然发起反击，一举击溃隗嚣军；祭遵则在沂县再次顶住了隗嚣军的猛攻，守住了阵地。隗嚣的第二次东进计划，再次以失败告终。
建武八年（公元32年）春，汉军终于迎来了扭转战局的机会。时任太中大夫的来歙，向刘秀献上一计：率军秘密穿越陇山的险道，袭占隗嚣军的战略要地略阳（今甘肃秦安东北）。略阳地处陇右腹地，是隗嚣所据都城冀县（今甘肃甘谷东南）的门户，若能夺取略阳，便能直接威胁隗嚣的核心统治区，打乱其部署。刘秀采纳了这一计策，命来歙率领二千精锐士兵，执行这一突袭任务。
来歙率军从番须、回中（均为陇山险道）出发，沿途避开隗嚣军的哨所，昼伏夜行，历经数日艰险，终于成功抵达略阳城下。略阳守将金梁猝不及防，来歙率军趁机发动猛攻，一举攻克略阳，斩杀金梁。消息传来，隗嚣大惊失色，他深知略阳的重要性，若不夺回，自己将陷入被动。于是，隗嚣调集麾下所有精锐部队，共计数万人，亲自率军前往略阳，将略阳城团团围困，企图夺回这一战略要地。
隗嚣军为了攻克略阳，动用了各种攻城器械：冲车撞击城墙，云梯架满城头，士兵们轮番猛攻，昼夜不息。来歙则率领二千汉军，凭借略阳城的坚固城防，拼死抵抗。他亲自登城督战，斩杀敌军士兵，鼓舞士气；汉军将士也深知此战关乎全局，个个奋勇杀敌，多次打退隗嚣军的进攻。隗嚣军猛攻数月，死伤惨重，却始终无法攻克略阳，士气日渐低落，疲惫不堪。
同年闰四月，刘秀见隗嚣军顿兵坚城之下，士卒疲惫，认为决战的时机已到。他亲自率领大军，从洛阳出发，西进至高平第一城（今宁夏固原）。与此同时，已归附东汉的窦融也率领河西的数万步骑兵前来会师。汉军兵力大增，声势浩大。刘秀随即下令，汉军兵分多路，向陇山挺进，对隗嚣军发起总攻。
汉军的攻势极为迅猛，隗嚣军早已因久攻略阳而疲惫不堪，根本无法抵挡。汉军先是招降了隗嚣驻守瓦亭（今甘肃固原南）的大将牛邯，随后又陆续招降了隗嚣麾下的十三位大将。这些将领的归附，使得隗嚣军全线崩溃，所属的十六个县、十余万军队纷纷投降。围困略阳的隗嚣军见大势已去，也四散奔逃，略阳之围得以解除。
隗嚣见全军覆没，只得率领少量残部逃奔西城（今甘肃天水西南）。汉军乘胜追击，一举占领了天水郡的大部分地区，陇右的局势彻底逆转。然而，就在刘秀即将平定陇右之际，中原地区传来急报：农民军余部再次起兵叛乱，逼近洛阳，京师骚动。刘秀无奈，只得留下部分军队继续围困西城，自己则率领主力赶回洛阳
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