七月，谭纶上疏奏捷。世宗下诏升授他为都察院右副都御史，十月，谭纶认为延平，建宁，汀州，邵武地区残破不堪，请求缓期征收已经蠲免的赋税，又考察旧制，建立了五座水寨，扼守海口，推荐戚继光担任总兵官镇守该地。朝廷下诏全部准予施行。十一月，倭寇又围攻仙游，谭纶命戚继光于十二月领兵援救，在仙游城下以各个击破的战术，一举消灭倭寇。嘉靖四十三年（1564年）初，戚继光继续在王仓坪、蔡丕岭打败倭寇，其余倭寇逃窜，广东境内全部安定了。同年四月，谭纶因倭患基本平定，上奏请归家终丧，得到朝廷允准。
历抚三地
嘉靖四十四年（1565年）十月，谭纶以原官出任陕西巡抚。还没上任，四川大足县（今重庆大足）民众便发动起义，攻陷了七座城镇，世宗改授谭纶为四川巡抚。他到任时，起义已经被镇压。云南地方的叛乱首领凤继祖逃入会理，谭纶调集军队将其讨平。
嘉靖四十五年（1566年）十月，谭纶升任兵部右侍郎兼都察院右佥都御史、总督两广军务兼理粮饷（两广总督），同时兼任广西巡抚。他到任后，招降岑岗“贼”江月照等人。
谭纶熟悉兵事，朝廷依靠他对付倭寇，遇到警讯就调动他们，他任官没有满一年的。等到东南沿海的倭寇大略平定后，北部边关的祸患却方兴未艾。
总督蓟辽
隆庆元年（1567年）三月，谭纶上疏求退，明穆宗不允。八月，给事中吴时来奏请征召谭纶、俞大猷与戚继光回京训练兵马。经兵部复议，穆宗决定召谭纶回兵部管事，并在隔年（1568年）三月升授他为兵部左侍郎兼任右佥都御史，总督蓟、辽、保定军务，兼理粮饷。谭纶上奏说：“蓟镇、昌平的兵丁不满十万人，而且老弱者占一半，分别隶属几位将领，分散于二千里的防区。敌人集中兵力来攻，我们分兵防守，众寡强弱不等，所以言事者请求赶紧训练兵马。然而四大困难不解决，最终不能训练兵马。敌人擅长骑射，不招募三万人经常练习车战是不能制服敌人的。统计三万人的月饷，每年五十四万两白银，这是一大困难。燕、赵的兵丁的锐气在边防中耗尽了，不招募一万二千多名熟谙战事的吴、越士兵，掺杂在他们中间教练他们，必然难以成事。我与戚继光受召就可以立马赶到，议论的人认为不可能，不始终信任，这是第二大困难。军事崇尚严格，然而燕、赵的士卒一向骄惯，骤然被处以军法必然大为震惊骇然。况且又离京城很近，容易产生流言蜚语，徒然使忠诚、明智的士卒受到掣肘而废弃了功力，进而酿成其他祸患，这是第三大困难。我方兵士一向没有直接与敌作战，就是打败了敌人，敌人不心服，能够再次打败敌人，才能使敌人终身受创，但是这容易产生忌恨与妒嫉；想再有作为，祸患已经先到了。这是第四大困难。按现在的情况考虑，请求调集蓟镇、真定、大名、井陉和督抚的标兵三万人，分成三个营，指令总兵、参将、游击分别统率他们，而且授予戚继光总理练兵的职责。春季与秋季两个防御期，三营的兵马各自调至边关附近。敌人来了就能将他们遏制在关外，敌人攻进来了就能与他们在关内决一死战。这两方面没有效果，我不逃避罪责。而且训练兵马不是一朝一夕的事，现在秋季防御已经临近，请迅速调集三千名浙江兵，以缓解急迫的形势。三年之后，边防军训练好了就遣返浙江兵。”
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穆宗下诏全部同意了他的请求，仍指令谭纶、戚继光商讨分别成立三个营的事情。谭纶趁机说：“蓟镇训练了十多年的兵马，然而最终不见成效，是因为任务不专一，训练也不落实。现在应该责令臣谭纶与戚继光，专门负责，不要让巡按、巡关的御史参与到这中间。”自从战事兴起，边防大臣受舆论牵制，不能有所作为，所以谭纶上奏陈述此事。而且巡抚刘应节果然有不同的意见，巡按御史刘随、巡关御史孙代又弹劾谭纶专横。穆宗采纳了张居正的意见，将练兵作战的事情全部委托给了谭纶，并且告诫刘应节等人不得阻挠。
隆庆四年，谭纶升任都察院右都御史兼兵部左侍郎，协理京营戎政。
隆庆五年八月因修成敌台之功，谭纶升任兵部尚书兼都察院右副都御史仍协理戎政。
十月穆宗允许谭纶告病乡休假，隆庆六年七月新即位的明神宗朱翊钧启用谭纶为兵部尚书。
次年正月，给事中雒遵弹劾谭纶不称职，谭纶也一再奏请罢职。神宗下优诏挽留，在此期间他被加封为太子少保。
卒于任上:万历五年四月初三日，谭纶痰疾发作在京师府邸中去世，享年五十八岁。神宗下诏“从厚治葬有仪”赐“祭葬”追赠太子太保，谥号“襄敏”；允许其长子谭河图世袭锦衣卫指挥，次子谭洛书世袭国子监监正。
九月，神宗命中书负责其葬事，派兵部主事一员护丧，偕其弟谭?扶柩还乡。
万历七年，谭纶入葬宜黄县待贤乡麓塘村玉泉山麓庞家畲，由南京兵部尚书凌云翼撰神道碑，兵部侍郎曾省吾撰墓志铭。
军事思想:在近三十年的军事斗争实践中谭纶不断加深了自己对战争规律的感悟，逐步形成其军事思想。谭纶的军事思想内容丰富，体系完备。
对前人思想既有继承亦有发展，谭纶的治军思想，边海防建设思想，战争指导原则等大都来自于他近三十年抗击南倭北虏的战争实践。
集中反映了他对明代战争规律的精辟认识和深刻感悟，是对中国古代军事理论的丰富和发展。
戏曲:谭纶精通音律，“凡梨园度曲”皆亲为教演，务穷其巧妙，旧腔一变为新调。”
后世纪念:谭纶墓位于江西省抚州市宜黄县二都镇帘前村，建于万历七年。墓座北朝南，由祭道，神道，墓体三部分组成，2013年被中华人民共和国国务院公布为第七批全国重点文物保护单位。