九月二十八日，官军进入长安。回纥叶护来见李俶，请履行前约，准予掳掠金帛子女。李俶跪在叶护马前，再拜说：“今刚克西京，便行掳掠，则东京人民必助贼死战，请到东京后再遵前约。”叶护爽快地同意了，即与怀恩引回纥、西域之兵绕城而过，扎营浐水之东。李俶整军入城，百姓携老扶幼，夹道吹呼。李俶留长安三日，引大军东进，留太子少傅虢王李巨为西京留守。
三十日，捷报传到凤翔，百官向肃宗祝贺。肃宗一面遣人入蜀奏禀玄宗，请他回京；一面命左仆射裴冕去京师祭祀宗庙和安抚百姓。
东进官军，在郭子仪率领下，追击叛军到潼关，杀敌5000余，连克华阴、弘农二郡，兵锋所向，直指陕州。盘踞在洛阳的安庆绪，尽发洛阳兵15万，由严庄率领着往救陕州，与张通儒等共拒官军。十月十五日，郭子仪等抵达新店，遇叛军依山布阵，郭子仪等初战不利，正危急时，回纥精骑突然从南山击敌后背，叛军大惊，高呼：“回纥兵来了！”立即溃退。官军与回纥兵两面夹击，叛军大败。严庄、张通儒连陕州也不敢进，逃回洛阳。
安庆绪见严庄败回，惊慌不安，十六日夜，杀唐将哥舒翰、程千里等30余人，率领党徒，偷偷地出了苑门，逃往河北。
回纥兵争先拥进洛阳，大肆抢掠，可怜洛阳百姓，前番已遭叛军**，这次又遇回纥兵逞凶，家家儿啼女哭，家财尽空。回纥兵足足骚扰了两昼夜，还不满足，后来由城中父老募集了罗锦万匹送给他们，方才罢休。
激战邺城
十月二十一日，郭子仪遣左兵马使张用济等率兵取河阳及河内；严庄走投无路，向官军投诚；陈留人杀了尹子奇，举郡出降。安庆绪败走邺城，兵马不过1300人。过了几天，阿史那承庆、蔡希德、田承嗣等将各率所部来归，又聚众至6万。安庆绪忌史思明势强，遣阿史那承庆和安守忠率劲骑5000，以征兵为名，企图杀了史思明。
史思明得到消息，忙召部将商议，好几个人都劝他率兵投唐，史思明觉得有理，设计捉了安守忠和阿史那承庆，遣使奉表降唐。肃宗大喜，封史思明为归义王、范阳节度使，遣内侍李思敬与乌承恩前往慰抚，命他领所部兵讨安庆绪。
乾元元年（758年）六月，李光弼上表肃宗，认为史思明降唐，只是迫于形势，终将为乱，劝肃宗授乌承恩范阳节度使，叫他与阿史那承庆共图思明，肃宗同意了。
乌承恩接到密令，多次穿了女人的衣服到诸将营中诱说，赂以金帛，收买诸将。有人把这事告诉了史思明，史思明便捉了乌承恩，搜他的行李，查到了授予阿史那承庆的铁券和李光弼的信。史思明责问乌承恩：“我有什么地方对不住你，你要害我？”乌承恩无言答对，只说是李光弼指使他做的。史思明马上召集将佐吏民，西向而哭：“臣以13万之众降朝廷，何负陛下，而要杀我。”将乌承恩杀了，牵连被杀的有200余人。
史思明又捉了李思敬，上表要求肃宗诛李光弼。肃宗遣使抚慰，把事情都推在乌承恩身上，说都是他自作主张，不是朝廷和李光弼的意思。史思明当然不会相信，于是举旗复叛。
九月二十一日，肃宗命郭子仪、李光弼、李嗣业、王思礼等九节度使各统所部大军共20万，征讨盘踞在邺城（今河南安阳）的安庆绪。肃宗因郭子仪、李光弼都是元勋，不宜互相统属，因此没有任命元帅，却叫一个毫不知军事的宦官鱼朝恩为观军容宣慰处置使，以协调各军。
安庆绪发邺郡兵7万来救卫州，以崔乾祐领上军，田承嗣率下军，安庆绪自统中军。郭子仪集射手3000人，埋伏在军营四周的矮墙内，下令说：“我退，贼必追我，你们便登墙鼓噪而射。”说罢，率军纵马来战安庆绪。战不多时，子仪佯退，安军便追，追至矮墙下，伏兵齐起，矢如雨滴，喊杀连天，安军急退，子仪紧追，安军大败。
郭子仪率军追到邺城，这时，许叔冀、董秦、王思礼等相继引兵而来。安庆绪收拾余军与官军战于愁思冈（安阳西）又大败，损失兵马3万余，只好退入邺城，据城固守。郭子仪等领兵围住邺城，安庆绪窘急无计，只好遣薛嵩向史思明求救，许诺将皇位让给他。史思明答应了，便发范阳兵13万救邺，但到了魏州（今河北大名）便观望不再前进，只遣李归仁领步骑一万屯于滏阳（今河北磁县），与安庆绪遥相呼应，自己于乾元二年（759年）正月初一，于城北筑坛，自称大燕皇帝。
在邺城的官军得悉史思明称帝，在一次军事会议上，李光弼建议分兵进迫魏州，牵制住史思明，使官军有较充裕的时间攻邺城，先解决邺城的安庆绪，然后再解决史思明。鱼朝恩坚决反对，只好罢休。
郭子仪等围攻邺城，筑堤两重，引漳河水灌入城中，城中井泉皆溢，安军只好构栈而居。史思明见邺城危急，令诸将各至离邺城50里扎营，鸣锣擂鼓，威胁官军，命每营各选精骑五百，去城下骚扰，官军出击，便四散奔回；官军回营，又聚集前来，闹得官军日夜不宁。史思明还选了几队精兵，扮作官军，四出拦截官军粮运，看到运粮的车船，纵火便烧，官军粮食渐乏，人心浮动，都想撤军回去。
史思明看时机已到，引大军直抵城下。当时官军步骑60万列阵于安阳河北，史思明亲率精骑5万来战，李光弼、王思礼等先与交战，杀伤各半。郭子仪领军继进，还没来得及布阵，忽然乌云四合，狂风骤起，拔木吹沙，天昏地暗，咫尺不能相辨。两军大惊，官军南逃，史军北奔，丢弃的甲仗辎重塞满道路。郭子仪以朔方军断河阳桥（今河南孟县境）保东京，东京士民惊骇，散奔山谷；各镇节度使率军各归本镇。败兵过处，沿途抢掠，将士无法禁止，只有李光弼、王思礼的部队仍整齐严明，全军而归。郭子仪退到河阳，诸将陆续赶来，合兵数万，一面布置守城，一面上表朝廷请罪，肃宗还要用他，因此没有加罪。
河阳之战
史思明探知官军溃走，没有追击，屯兵邺城。安庆绪见官军败退了，又得了官军遗弃的六七万粮食，便与孙孝哲、崔乾祐商议，撕毁前约，拒绝史军入城。史思明派人来责问，安庆绪只好遣安太清上表称臣。史思明表示不必如此，愿与安庆绪约为兄弟，互相援应，与唐鼎足而立。安庆绪大喜，请与史思明歃血为盟，史思明同意了。
观军容使鱼朝恩借邺城失利，屡进谗言，诋毁郭子仪，肃宗召郭子仪回来，以李光弼代为朔方节度使、兵马元帅。李光弼刚到范阳，就接到史思明大军分四路南下的消息，便急忙赶往汴州，要汴州节度使许叔冀守住汴，他即刻回东京发兵来救，许叔冀一口答应。哪知史思明兵到，许叔冀便与濮州刺史董秦及部将刘从谏等投降了史思明，史思明以许叔冀为中书令，仍守汴州。
史思明乘胜西攻郑州。李光弼与洛阳留守韦涉商议，决定放弃洛阳，移军河阳，命韦涉率百官退入潼关，河南尹李若幽率吏民出城避敌。
李光弼到了河阳，不久，史思明也引兵到了，令骁将刘龙仙到城下挑战。刘龙仙自恃勇悍，谩骂光弼。李光弼问诸将：“谁敢出马？”仆固怀恩愿往，光弼说：“此非大将所为。”裨将白孝德请去，光弼问他要带多少人？白孝德说一个也不要，手持两支长矛，跃马出城，从容向刘龙仙驰去。刘龙仙见只有一个人出城，毫不在意，依旧谩骂，等白孝德走近了，正要动手，只见白孝德向他摇了摇手，刘龙仙不知是什么意思，不敢动手。白孝德走到离刘龙仙还有十步，睁眼问道：“贼将认得我吗？”刘龙仙说：“什么狗彘！”白孝德大吼一声，举矛把刘龙仙挑下马来，割了首级回城。
史思明有良马千匹，每日放在河南岸洗刷，光弼命索军中母马500匹，将马驹留在城中，待思明马到水边，都赶出城。母马离开马驹，嘶叫不已，史军公马看见母马，立即蜂拥渡过河来，官军将它们尽数赶入城中。
红衣舞女壁画（唐）
史思明大怒，派了一支部队到河清，要想阻绝官军粮道，光弼屯军于野水渡防他。到天黑，光弼回河阳，留兵千人，派部将雍希颢守栅，吩咐说：“贼将高晖、李日越，都有万夫不当之勇，今夜必来劫寨，他若投降，你便引他来河阳。”果然到天近黎明，李日越领500骑来劫寨，见雍希颢整军站在栅门前，便问：“司空（李光弼）在吗？”雍希颢说：“昨夜已经走了。”李日越默然良久，对部下说：“今失李光弼，我必死了，不如投降吧！”雍希颢便领他去见李光弼，李光弼厚礼相待，当作心腹。高庭晖听到后，也来向李光弼请降。
诸将问李光弼：“降两将为何这样容易？”李光弼说：“史思明常恨不得野战，听说我在外，必以为可取。日越捉不到我，必不敢回。高晖才勇胜过日越，听到日越被宠任，也就来归了。”众人都叹服。
到了日中，双方仍杀得难解难分，光弼召诸将来问：“敌阵何处最坚？”答：“西北方。”又问：“其次何处？”答：“东南隅。”光弼遂命部将郝廷玉率精骑300攻敌西北隅，又命论惟贞率精骑200攻敌东南方，并对诸将说：“你们看我令旗而战，我挥旗缓，任你们择利而战；我挥旗急，则万众一心，杀入敌阵，有进无退，违者立斩！”于是挥动令旗，命诸将出城再战。
战不多时，忽见郝廷玉回马奔逃，李光弼大怒，急遣人去取他首级。郝廷玉报告说因马中箭，否则怎敢后退，李光弼命回马再战。又过了一会，大将仆固怀恩父子倒退下来，光弼又遣人去取他父子首级，怀恩看到使者提刀奔来，慌忙和儿子拨转马头，硬着头皮冲向敌阵。李光弼连连挥动令旗，诸将一齐拼死向前，喊杀声震天动地。叛军支持不住，向后溃退。这一仗斩首千余级，俘虏500，溺死者千余人，擒敌大将徐璜玉、李秦授，董秦率部投降官军。
史思明河阳兵败，退守洛阳，此后双方相持，互有胜负。史思明残忍好杀，部下稍不如意，便命族诛，人人不能自保。史朝义是史思明的长子，常跟史思明在外打仗，很谦恭，爱士卒，将士多愿依附于他。但史思明不喜欢朝义，而爱小儿子朝清，留他守范阳，并且常想杀了朝义，立朝清为太子。左右将士知道了他的心思，暗中告诉了史朝义。
有天晚上，史思明宿于鹿桥驿，令心腹曹将军领兵宿卫。史朝义住在旅店里，其部将骆悦、蔡文景对朝义说：“悦等与王死日快到了！请召曹将军来商议行大事。王若不许，悦等即刻投唐，王亦不能保全自己。”史朝义只是不响。
骆悦等把曹将军召来，与他商议行刺史思明。曹将军知道诸将都怨恨史思明，由不得他不答应。当天夜里，骆悦等带了300人到鹿桥驿，宿卫兵士虽感到奇怪，但害怕曹将军，都不敢阻挡。骆悦等进入史思明卧室，却不见史思明，喝问左右，左右早吓呆了，骆悦挥刀砍了几个，才有人说到厕所去了。骆悦等赶到厕所，仍找不到史思明，忽听墙外有马铃声，登墙一看，见史思明正要骑马逃走，忙一箭射去，正中思明，翻身落马，把他捆绑了，带到柳泉驿，用绳子勒死。
骆悦等返报史朝义，用毡裹了史思明尸体，送归洛阳。史朝义即皇帝位，秘密派人去范阳，命张通儒等杀了史朝清及朝清母辛氏，以自己的部将李怀仙为范阳尹，燕京留守。
史朝义自杀
宝应元年（762年）四月初五，太上皇玄宗病死，享年七十八岁。当时肃宗也患了重病，到了十八日，也两脚一伸，跟着玄宗走了。
十月，以雍王李适为天下兵马元帅，约期诸道兵及回纥兵马在陕州会合，进讨史朝义。代宗想命郭子仪为副元帅，宦官鱼朝恩和程元振坚决反对，只好任命仆固怀恩为副元帅。
史朝义逃到莫州（治所在今河北文安县），官军很快赶到。史朝义屡次出战，都吃了败仗，田承嗣要史朝义亲往范阳发兵来救，哪知史朝义前脚刚走，田承嗣便开门投降了官军。
这时史朝义的范阳节度使李怀仙也已投降了朝廷，并遣兵马使李抱忠领兵3000镇守。史朝义逃到范阳，李抱忠关了城门不让他进城。史朝义派人去责问李抱忠，李抱忠说：“天不保佑燕，今既归唐，岂可反复。”史朝义要求让他饱餐一顿。李抱忠答应了，命人在城东设食供应，结果家在范阳的将士都要求回家，史朝义一点办法也没有，只好让他们走了。史朝义吃饱了，带着数百胡骑东奔广阳（今北京市西），走到温泉栅，李怀仙派兵追来了，史朝义无计，在树林中自缢而死，被李怀仙取了首级献给朝廷。历时八年的“安史之乱”到这时总算结束了。