）十月，譚綸以原官出任陝西巡撫。還沒上任，四川大足縣（今重慶大足）民眾便發動起義，攻陷了七座城鎮，世宗改授譚綸為四川巡撫。他到任時，起義已經被鎮壓。雲南地方的叛亂首領鳳繼祖逃入會理，譚綸調集軍隊將其討平。
嘉靖四十五年（1566年）十月，譚綸升任兵部右侍郎兼都察院右僉都御史、總督兩廣軍務兼理糧餉（兩廣總督），同時兼任廣西巡撫。他到任後，招降岑崗“賊”江月照等人。
譚綸熟悉兵事，朝廷依靠他對付倭寇，遇到警訊就調動他們，他任官沒有滿一年的。等到東南沿海的倭寇大略平定後，北部邊關的禍患卻方興未艾。
總督薊遼
隆慶元年（1567年）三月，譚綸上疏求退，明穆宗不允。八月，給事中吳時來奏請徵召譚綸、俞大猷與戚繼光回京訓練兵馬。經兵部複議，穆宗決定召譚綸回兵部管事，並在隔年（1568年）三月升授他為兵部左侍郎兼任右僉都御史，總督薊、遼、保定軍務，兼理糧餉。譚綸上奏說：“薊鎮、昌平的兵丁不滿十萬人，而且老弱者佔一半，分別隸屬幾位將領，分散於二千里的防區。敵人集中兵力來攻，我們分兵防守，眾寡強弱不等，所以言事者請求趕緊訓練兵馬。然而四大困難不解決，最終不能訓練兵馬。敵人擅長騎射，不招募三萬人經常練習車戰是不能制服敵人的。統計三萬人的月餉，每年五十四萬兩白銀，這是一大困難。燕、趙的兵丁的銳氣在邊防中耗盡了，不招募一萬二千多名熟諳戰事的吳、越士兵，摻雜在他們中間教練他們，必然難以成事。我與戚繼光受召就可以立馬趕到，議論的人認為不可能，不始終信任，這是第二大困難。軍事崇尚嚴格，然而燕、趙計程車卒一向驕慣，驟然被處以軍法必然大為震驚駭然。況且又離京城很近，容易產生流言蜚語，徒然使忠誠、明智計程車卒受到掣肘而廢棄了功力，進而釀成其他禍患，這是第三大困難。我方兵士一向沒有直接與敵作戰，就是打敗了敵人，敵人不心服，能夠再次打敗敵人，才能使敵人終身受創，但是這容易產生忌恨與妒嫉；想再有作為，禍患已經先到了。這是第四大困難。按現在的情況考慮，請求調集薊鎮、真定、大名、井陘和督撫的標兵三萬人，分成三個營，指令總兵、參將、遊擊分別統率他們，而且授予戚繼光總理練兵的職責。春季與秋季兩個防禦期，三營的兵馬各自調至邊關附近。敵人來了就能將他們遏制在關外，敵人攻進來了就能與他們在關內決一死戰。這兩方面沒有效果，我不逃避罪責。而且訓練兵馬不是一朝一夕的事，現在秋季防禦已經臨近，請迅速調集三千名浙江兵，以緩解急迫的形勢。三年之後，邊防軍訓練好了就遣返浙江兵。”
穆宗下詔全部同意了他的請求，仍指令譚綸、戚繼光商討分別成立三個營的事情。譚綸趁機說：“薊鎮訓練了十多年的兵馬，然而最終不見成效，是因為任務不專一，訓練也不落實。現在應該責令臣譚綸與戚繼光，專門負責，不要讓巡按、巡關的御史參與到這中間。”自從戰事興起，邊防大臣受輿論牽制，不能有所作為，所以譚綸上奏陳述此事。而且巡撫劉應節果然有不同的意見，巡按御史劉隨、巡關御史孫代又彈劾譚綸專橫。穆宗採納了張居正的意見，將練兵作戰的事情全部委託給了譚綸，並且告誡劉應節等人不得阻撓。
隆慶四年，譚綸升任都察院右都御史兼兵部左侍郎，協理京營戎政。
隆慶五年八月因修成敵臺之功，譚綸升任兵部尚書兼都察院右副都御史仍協理戎政。
十月穆宗允許譚綸告病鄉休假，隆慶六年七月新即位的明神宗朱翊鈞啟用譚綸為兵部尚書。
次年正月，給事中雒遵彈劾譚綸不稱職，譚綸也一再奏請罷職。神宗下優詔挽留，在此期間他被加封為太子少保。
卒於任上:萬曆五年四月初三日