至德二年九月，宣帝命天下兵马大元帅广平王李俶和副元帅郭子仪率大军征讨叛军。命镇西北庭节度使李嗣业为前军，李俶、郭子仪居中，王思礼为后军，统领朔方、河西兵马及回纥、西域兵将共十五万人，由凤翔出兵，浩浩荡荡，威风八面，挥师东进。
九月十七日，大军抵达了位于长安城南的香积寺。与叛军的十万人马在香积寺以北摆开了战场。
午时，叛军大将李归仁出阵搦战。前军镇西北节度使李嗣业率军迎击。李归仁以手中长矛一指，手下兵将排山倒海一般冲杀过来，唐军猝不及防，渐渐乱了阵脚，拖刀曳枪，纷纷后退。
眼看着叛军呐喊着蜂涌而来，李嗣业红了眼睛，在马上嘶声大喊：“今日若不拼死一战，定将一败涂地，收复两京就成虚谈！”
说完，他三下五除二，脱下身上铠甲，褪去中衣，光着膀子，舞动长刀，一马当先跃入敌阵。如同天煞星下界，唬得叛军目瞪口呆，不由自主朝后退去。李归仁拼命阻拦，也挡不住手下溃退。
一个会合，大挫叛军锐气。唐军兵将却士气大振。李嗣业命鸣金收兵，重新排列阵势。士卒们手执长刀，列成数排，高声呐喊，一同前进。李嗣业则走在队伍最前面。鼓声隆隆，号角长鸣，惊天动地，唐军像是一堵攻不破的铜墙铁壁，一步一步地逼向了叛军队列。
朔方左武锋使仆固怀恩也是骁勇非常，叛军设伏于香积寺，妄图在此伏击唐军，却被仆固怀恩识破，得到郭子仪准许之后，仆固怀恩领五百精骑直插伏兵阵中，一举全歼了敌方伏兵。激战正酣时，他率后军回纥兵将左右飞驰，哪里唐军吃紧就冲到那里。后来，他干脆脱了盔甲，手持长矛，一口气刺死了十几个叛军，杀得敌人丧魂失魄闻风而逃。
这场战斗从午时打到酉时，唐军勇不可挡，连破敌阵，斩杀守敌六万余人。李归仁只得带领兵马退入长安城内，紧紧地关住了城门。
日已向晚，仆固怀恩满身又是汗水又是血水，顾不得小憩片刻，径直到中军来见大元帅李俶：“元帅，今日一战，安守忠、李归仁大败而归，他们今夜一定会弃城逃走，请元帅给末将二百精骑，趁他们逃亡出城之时，末将定然生擒两个贼子，献到元帅麾下。”
李俶说：“将士们今天打得很辛苦，大家都疲惫不堪，还是先好生歇息一晚，明天再说吧。”
“据末将所知，安守忠和李归仁都是名扬天下的悍将，今日突遭败北，定然沮丧，这正是擒拿他们的大好时机，如果放跑了他们，等他们重新聚集起兵马，对我军将大为不利。”
李俶沉吟一阵：“容本帅思之，再作道理。”
当夜，仆固怀恩一直没有等到李俶拨给兵马的将令，他心急如焚，在营帐中睡不着觉，几次爬起来，到中军去见李豫。李俶还是不能决断，反而劝仆固怀恩少安毋躁，等天亮再与叛军作战不迟。
果然，安守忠和李归仁料想难以固守长安，趁着夜色，率领残兵败将弃城而逃，悄然遁出了长安城。
仆固怀恩十分惋惜，但也不好再说什么，看着安守忠和李归仁遁去的方向，无奈地摇头叹息。
首战告捷，唐军一举收复了长安。沦陷在叛军手上的长安城历经十五个月的磨难，终于回归了大唐王朝。
听说长安城攻破，回纥太子叶护来找李俶。见了李俶，叶护笑嘻嘻地说：“王兄，进城之后，小弟手下的军士就要入户找寻金帛银两，先跟王兄打个招呼，以免王兄以为小弟不约束手下。”
在父皇宣帝的指令下，李俶与叶护已经结为了兄弟，因此叶护才口口声声叫他“王兄”。在约请回纥出兵之前，为了说得回纥王动心，宣帝曾与他约定：长安洛阳破城之后，土地和百姓归大唐收回，而城中的金帛、子女尽归回纥所有。回纥军中上上下下都知道这个约定，所以作战奋勇向前，都想打胜仗后发一笔横财。个个按捺不住，只等进了城后就随心所欲大肆抢劫。
李俶没有立刻回答，注目叶护一笑，然后，不慌不忙地说道：“你我既为兄弟，肯听兄长一言否？”
“王兄请讲，小弟洗耳恭听。”
“两京陷落叛贼之手，士绅百姓们都饱受肆虐之苦，盼望我军收复京城如同旱田盼云霓。如果我军一进城就大肆抢劫，身在东都的百姓们听说了，难免不心生疑虑，怕日后我军攻克洛阳也遭此劫掠，为了避免被抢，出于无奈，他们必定与叛军同心同德，固守洛阳。众志成城，我军攻城就难以取胜。君无戏言，父皇答应了的事，绝不会失信于天下，只是请弟从长计议，等进了洛阳，再履行这个约定，绝不会食言。不知弟可否答应兄长这个不情之请。”
叶护一听，翻身下马，两手捧住了李俶的一只脚：“小弟当率军为王兄先驱，前往东都。”
李俶大喜，即命叶护和仆固怀恩率领回纥、西域兵马从长安城南经过，在渭水东岸扎营，刚刚被官军收复的长安因此免去了一场混乱。
在熹微的晨光中，李俶命唐军整肃队伍，排列成行，列队进入了长安城。长安百姓倾城出动，迎接王师入城，人们扶老携幼，站立在街道两边，有的喜笑颜开，有的痛哭流涕。唐军人马一走过，百姓们纷纷下跪，整个长安城都沉浸在一种悲喜交加的气氛之中。
李俶长安城居留三天，安抚百姓，收罗官员，清理隐患，安排政务，等一切都进入了正轨之后，李俶留太子少傅虢王李巨为西京留守，自己则率领大军乘胜东进，前去收复东都洛阳。
大军进至陕郡，叶护和仆固怀恩领回纥兵将一马当先，与燕军交锋。回纥人个个急于进入洛阳去发一笔横财，作战奋勇当先，攻势凌厉。
严庄与张通儒命部下死守陕郡，激战数天后，燕军终抵挡不住唐军和回纥军的进攻，二人商议之后，决定放弃陕城，退向洛阳。
唐军乘胜追击，迅速逼近了东都洛阳。这时，严庄已经逃到了洛阳，仓仓惶惶，进入内廷，向安庆绪报告了陕郡失陷，唐军进逼的消息。
安庆绪惊得变脸失色：“这可如何是好？！”
严庄倒还镇定自若：“陛下立即下旨，命史朝义领兵前来抵挡唐军，长安已失，无论如何，东都也不能再丢了！”
“朕这就下旨。”
燕军在城下城下扎营固守，唐军不遗余力进攻，燕军拼死反抗，你来我往，互不相让，战斗进行得十分惨烈。
仆固怀恩带领一部回纥骑兵，趁燕军不备，迂回到燕军大营左侧，突然亮出旗帜，鼓号齐鸣，数千骑兵直冲燕军大营中军，因为猝不及防，燕军阵式被彻底打乱，几万兵马顾头不顾尾，乱成一团，全然不听将领指挥。仆固怀恩与部下趁乱冲进燕军阵中，呼啸而过，大砍大杀，把燕军杀得七零八落，总共杀死杀伤了数万燕军，大获全胜，奏凯而归。
闻听洛阳告急，史朝义集中了兵力十万，紧急驰援洛阳，与唐军摆开阵势对垒。双方力量旗鼓相当势均力敌，在洛阳城下拉开了决战的架势。史朝义是史思明长子，能征惯战，领命而来，决心坚守洛阳。
第二天平旦时分，双方对阵，金鼓齐鸣，鼓号震天，一方奋勇进攻，一方抵死抗御，激战正酣时，左监门卫将军鱼朝恩亲自披挂上阵，率领五百弓箭手，拉弓齐射，箭矢如雨，飞向敌阵，燕军兵将中箭的不胜其数，力量渐渐不支，兵将斗志全无，随时准备遁逃。
这时，唐营一员大将厉声高喊：成败在此一举，退后者，羞耻终生！他一马当先，率先冲入敌阵。身后，唐军高声呐喊，潮水一般地涌了过来。燕军不能阻拦，丢盔弃甲，纷纷后退。来不及逃走的跪地投降，一役下来，杀伤燕军数万，投降的更是人数众多，计有三万之众。
洛阳城里，安庆绪坐卧不安，不停地逼问严庄：“我军能否守得住？守不住，须得早作安排。”
严庄以为以史朝义之能力兵力，不至于一下子溃败千里。他好言安慰安庆绪道：“陛下勿忧，史将军此来志在必得，要为东都筑起一道血肉城墙，他手下十万兵力，英勇善战，足以令唐军望而生畏。”
“战了几天了，唐军并无后退迹象，哪里来的望而生畏！”
“陛下少安毋躁，三天后，此役必见分晓。”
城外，大唐天下兵马副元帅郭子仪指挥若定，分派仆固怀恩率领回纥骑兵，与唐军协同作战于石榴园，老子祠。燕军屡遭败绩，已是人心惶惶，不愿再战，被将领们逼迫着上阵。仆固怀恩看准了时机，带领部下掩杀过去，数千精骑马蹄踩踏大地，隆隆如夏日雷鸣。还未交手，燕军兵士就被吓得魂飞魄散，丢了兵器，掉头就跑。回纥骑兵一阵风似地卷了过去，只见得雪亮的大刀在阳光下寒光四射，燕军的人头滚滚落地，山坡上，山谷里，尸积堆山，血流成渠。燕军溃不成军，狼狈不堪地退回了城中。
事已至此，严庄也无能为力了。进宫向安庆绪禀报：“陛下，唐军势不可当，东都眼看守不住了？”
安庆绪顿时暴跳如雷：“大夫你不是口口声声说史朝义将军志在必得，十万精兵英勇善战，唐军望而生畏吗？”
“陛下，现在说这些为时已晚，还是早做打算为好。”
“还打算什么，不跑，难道要朕与洛阳共存亡么！”
“陛下圣明。
当天晚上，安庆绪带领阖家老小和文武百官，如同丧家之犬，匆匆逃离了洛阳城。
叶护和回纥军欢喜若狂，进了洛阳城之后，直奔府库，打开库门，车载马驮，搬了个一干二净。搬空了几座府库，还觉得不尽兴，带着兵器，进入百姓家中大肆搜刮，洛阳百姓苦盼官军到来，好不容易官军入了城，却遭此劫掠，众人苦不堪言，纷纷向唐军求告。
银青光禄大夫李泌时在军中辅佐广平王李俶，他对李俶说：“回纥军入户抢劫，与叛胡何异？王爷要加以制止才是。”
李俶很是为难：“当初，仆固怀恩去回纥借兵，奉父皇之命，答应了回纥条件，破城之后，财帛任其取用，既然是君子协定，小王怎好制止。”
“如此下去，寒了东都百姓的心！”
李俶也深以为然，他反复掂量，决定拿出军中罗锦一万匹送给回纥军。有了这一万匹罗锦，叶护不好再纵容手下抢劫东都百姓，传令不许再入民宅掠夺，洛阳百姓才逃脱了一场劫难，得以安居。
两京克复，李俶请李泌返回凤翔，向宣帝报告喜讯。李泌见他脸色沉郁，毫无喜色，就问道：“殿下心有所虑？”
李俶默默地点头，移时，竟自潸然而泪下：“小王想起了建宁王，中心若摧，年初一别，竟成永诀！”
至德二年一月，张皇后与宦官李辅国等人勾结，干预朝政，在宣帝面前进谗，要废太子李豫改而换之。建宁王李倓得知后，屡屡向宣帝奏明，国事危艰之际，不能轻易废了太子。张皇后和李辅国却反诬建宁王要谋害广平王。盛怒之下，宣帝不分青红皂白，一纸敕令，赐死了建宁王。引得李俶后怕不已，怕自己在父皇眼中失去了信任，对此，李泌已是心知肚明。
李泌说：“殿下不必忧虑，但请放宽心，待下官入朝后，自有道理。”