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
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