开元二十六年，牛仙客进拜侍中，遥领河东节度使。后来，牛仙客又兼任兵部尚书，免去遥领的节度使职务。
牛仙客担任朔方节度使，曾任命姚崇之孙姚闳为判官。牛仙客拜相后，姚闳也累迁至侍御史。他自称能沟通鬼神，预知祸福，牛仙客深信不疑。
牛仙客担任宰相时，在关中地区，推行“和籴法”，以比时价高二三成之价收买都畿、京畿粟各数百万斛，并停运当年朱水应输京师之租。和籴法的实行，从根本上解决长安粮荒问题，减轻朱水漕运的负荷，缓解人多地少的社会矛盾。
王韫秀生于华州郑县，乃是河东节度使王忠嗣之女，有貌有才，善于做诗。她和元载刚成亲时，元载家境贫寒，不得不住在岳父家里。小夫妇饱受娘家的歧视嘲笑，连头也抬不起来。
时日久长，元载终于忍耐不住，赋诗一首《别妻王韫秀》，作别爱妻，准备离开王家，进入长安求取功名。
王韫秀见此情景，决心离开娘家，宁愿和元载一起受穷，还写下一首五绝《同夫游秦》：
路扫饥寒迹，天哀志气人。
休零离别泪，携手入西秦。
恩爱夫妻携手入长安，求取功名。元载投入唐怀礼门下，又因为学问超群，很快得到唐门长老推荐，不断爬升，成为皇帝身边的宠臣。然而，元载当了宰相后，渐渐贪赃纳贿，生活奢侈，还纳了宠妾薛瑶英。
大唐跟燕国迟早有一场决战。然而眼下国库空虚，无法应付战争的庞大消耗。
这一年关中部分地区闹旱灾，导致粮食匮乏，粮价过高，百姓困苦。
由于漕运低效，东南地区的粮食，无法调入关中，导致粮价过高。眼下急需改革漕运平抑粮价。
牛仙客跟牛晏，请命督办漕运。
牛仙客曾做过地方官，深谙地方风土物情和民间疾苦。为此日夜焦虑，果断提出疏浚河道，南粮北调的宏伟计划。他给皇帝上奏折，言道：“见一水不通，愿荷锸而先往；见一粒不运，愿负米而先趋，焦心苦形，期报明主，丹诚未克，漕引多虞，屏营中流掩泣献状。”
轩辕勃将牛仙客召进宫，细问漕运症结和策略。牛仙客曾管理朱水租庸事务，经验丰富，应答如流，颇合圣意。
在唐门长老元载等的支持下，轩辕勃便任命牛仙客接办漕运。借此可以回报拉拢唐门，并获得支持。
漕运是通过水路交通，将朱水流域的粮食运至长安。由于漕运废弛阻塞，造成关中粮食困难，缺粮上百万石，饥荒四伏，粮价暴涨。
牛仙客上任后，首先组织人力逐段疏浚由朱水到高师的河道，由墨家船坊，打造二千艘坚固的龙头漕船。雇佣唐门武士运粮，每十船为一队，唐门长老负责押运。他不再征发沿河壮丁服役，而是用朝廷的盐利雇佣唐门武士。此举让唐门获利无数。
牛仙客沿用过去裴耀卿的办法，改直运法为段运法，将全程分成四个运输段，建转运站。使江船不入汴水，汴船不入姆河，河船不入渭水，提高了运粮效率，杜绝了翻船事故。为此又在维扬，汴口，河阴，渭口等河道的交界处设仓贮粮，以备转运。
漕运改革后，比过去用江南民工直运的方法提高了五倍效率，减少了损耗，降低了运费，免除了南方子民艰辛苦逼的劳役。
朱水流域的粮食因此源源不断地输送到长安，每年运量达四十万石至一百万石，解决了粮荒还有所储备。
当第一船粮食运达长安时，武宗轩辕勃欣喜万分，专门组织乐队到渭桥迎接，盛赞牛仙客道：“牛爱卿真是朕的萧何啊！”
牛仙客每次召见，都会提出一些新的策略和意见。数月后，牛仙客又提出建议，在各州郡建立粮食储备制度。“善治病者，不使之危惫，善救灾者，勿使至给。”他还说：“王者爱人，不在赐与，当使之耕耘纺织，常岁平敛之，荒年蠲救之。”
这两句话说到点子上，打动了武宗。光靠施舍，无法解救百姓疾苦。建立官仓，调节物价，朝廷可以获利，饥年也可救济百姓。
轩辕勃听取牛仙客的建议，在各地建立粮食储备制度，对粮食价格进行积极干预。丰年时收购粮食，存入平仓，以免谷贱伤农，若遇荒年或青黄不接，粮价上涨，开仓出售，平抑粮价，济灾救民。如此则百姓受益朝廷获利。
为了及时掌握各地灾情和粮价，牛仙客在诸道设置巡院，选择勤廉干练的长老作巡院官，管理诸巡院。诸巡院雇佣唐门“善走武士”，收集本道各州县雨雪多少庄稼好坏，以及粮食物价的情况，每旬每月都申报转运使司。牛仙客建立了庞大的驿站商情网，使四方货品价格透明，虽距离甚远，不数日即至。
牛仙客通过驿站情报网络，及时准确地掌握全国经济和市场动态，并据此调剂有无，平抑物价，扶持生产，积极救灾。他用“丰则贵取，饥则贱与”的策略，防止谷贱伤农，水旱民散。
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