突厥的大臣随从陛下前往泰山封禅，他们必定会欣然接受命令；突厥的大臣前来，那么其他各族的君长就没有不来的道理。这样一来，陛下就可以收起军旗、停止战鼓，高枕无忧了。”张说说：“好！这是我没有想到的计策。”随即上奏玄宗，依计行事。裴光庭是裴行俭的儿子。
玄宗派遣中书直省袁振代理鸿胪卿，前往突厥传达旨意。突厥可汗小杀与阙特勒、暾欲谷环坐在营帐之中，设宴款待袁振，小杀对袁振说：“吐蕃人是狗种；奚族、契丹族原本是突厥的奴隶；他们都能娶到唐朝的公主。唯独我们突厥屡次请求和亲，却始终没有得到应允，这是为什么呢？况且我也知道，嫁到吐蕃的公主都不是皇帝的亲生女儿，现在我还会去计较公主的真假吗！只是屡次请求都没能获准，实在是羞愧见其他各族的君主罢了。”袁振答应替突厥向玄宗奏请和亲之事。小杀于是派遣大臣阿史德颉利发入朝进贡，并趁机随从玄宗东巡泰山。
五月庚寅日，妖贼刘定高率领部众在夜间攻打通洛门；朝廷将他们全部逮捕斩杀。
秋季八月，张说在商议封禅礼仪时，请求以睿宗皇帝配祭皇地只；玄宗采纳了他的建议。
九月丙戌日，玄宗对宰相们说：“《春秋》这部史书，不记载祥瑞之事，只记录年成的丰歉。”玄宗颁布敕令，从今以后，各州郡县不得再上奏报告祥瑞之事。
冬季十月癸丑日，朝廷制成水运浑天仪。浑天仪上布满了列宿星辰，仪器中注水后冲击轮子，使浑天仪自行转动，一昼夜正好转动一周。另外设置两个轮子，环绕在浑天仪的外围，轮子上镶嵌着太阳和月亮，两个轮子按照与天体运行相反的方向转动，运行速度完全符合天体运行的规律。浑天仪放置在一个木质的柜子里，柜子代表大地，让浑天仪的一半位于“地下”，柜子上还立着两个木人，每到一刻就自动击鼓，每到一个时辰就自动撞钟，控制木人行动的机械都藏在木柜之中。
辛酉日，玄宗的车驾从东都洛阳出发，文武百官、皇亲国戚以及四方各族的君长都随从出行。每次设置行宫驿站，数十里之内人畜遍野；有关部门运载供应物资的车辆，绵延数百里络绎不绝。
十一月丙戌日，玄宗抵达泰山脚下；己丑日，玄宗备好天子的仪仗车驾，来到泰山脚下，骑马登上泰山。玄宗将随从官员留在山谷口，只与宰相以及祠官一同登山，仪仗卫队在泰山脚下环绕排列，长达一百多里。玄宗问礼部侍郎贺知章说：“前代帝王封禅泰山时，玉牒上的祷文，为什么要严加保密呢？”贺知章回答说：“有的帝王是为了秘密祈求神仙赐福，所以不想让别人看到玉牒上的文字。”玄宗说：“朕登泰山封禅，只是为天下百姓祈求福祉罢了。”于是取出玉牒，向群臣公开宣示。庚寅日，玄宗在泰山山顶祭祀昊天上帝，文武百官在泰山脚下的祭坛祭祀五帝和各路神仙；其余的仪式都仿照唐高宗乾封年间封禅泰山的旧例进行。辛卯日，玄宗在社首山祭祀皇地只。壬辰日，玄宗在营帐中举行朝会，接受文武百官和各族君长的朝觐，大赦天下，册封泰山神为天齐王，祭祀的礼仪等级在三公之上，晋升一等。
张说趁机举荐了不少中书省、门下省的官吏以及自己的亲信，让他们代理官职随从玄宗登山。封禅大典结束后推行恩赏，这些人往往被破格提拔，越级晋升为五品官，而朝中的文武百官却没有得到赏赐；中书舍人张九龄向张说进谏，张说没有听从。此外，随从玄宗登山的士兵，只被加授勋官，却没有赏赐财物，朝廷内外的人都对张说心怀怨恨。
起初，隋朝末年，国家的马匹都被盗贼和戎狄抢掠一空，唐朝初年，只在赤岸泽得到三千匹公马和母马，朝廷将这些马匹迁徙到陇右地区放养，任命太仆卿张万岁掌管养马事务。张万岁十分擅长养马，从贞观年间到麟德年间，马匹繁殖增长到七十万匹，朝廷将这些马匹分别安置在八个牧马坊、四十八个牧马监，每个坊和监都设置专门的官员负责管理。当时，天下太平，一匹绢帛就可以换一匹马。垂拱年间以后，官马数量暗中损耗了大半。玄宗即位初期，国家的牧马仅有二十四万匹，玄宗任命太仆卿王毛仲为内外闲厩使，太仆少卿张景顺为副职。到这时候，官马数量已经增加到四十三万匹，牛羊的数量也与此相当。玄宗东巡泰山封禅，携带了数万匹牧马随从出行，马匹按照毛色分为不同的群体，远远望去如同天上的彩云和地上的锦绣。玄宗嘉奖王毛仲养马有功，癸巳日，加封王毛仲为开府仪同三司。
甲午日，玄宗的车驾从泰山出发；庚申日，玄宗前往孔子的故居，举行祭祀大典。
玄宗返回京城途中，抵达宋州，在楼上设宴款待随从官员，宋州刺史寇泚也应邀赴宴。酒酣之际，玄宗对张说说：“此前朕屡次派遣使臣分巡各道，考察地方官吏的政绩善恶，如今朕借着封禅泰山的机会，途经各州，才知道使臣大多辜负了朕的期望。怀州刺史王丘，除了供给膳食草料之外，没有向朕进献任何珍宝特产。魏州刺史崔沔，为朕准备的行宫陈设，没有使用任何华丽的锦缎，向朕彰显了他的节俭之风。济州刺史裴耀卿，向朕上呈了数百字的奏表，奏表中所言全都是规谏朕的忠言，他还说：‘