756年4月，朔方军旗开得胜，一举收复重镇云中（今山西省大同市），大败叛军薛忠义，坑其骑兵2000人。接着郭子仪又使别将公孙琼岩率2000骑兵攻击马邑（今山西省朔县东北），大获全胜。马邑的收复使东陉关得以重开，从而打通了朔方军与太原军的联系，使安禄山下太原，入永济，夹攻关中之军事行动无法实现，从而赢得了战略上的主动权。捷报传到京城长安，人心稍安，郭子仪以功加御史大夫。
朝廷命郭子仪回到朔方，补充兵员，从正面战场出击叛军，以图收复洛阳。郭子仪则认为，必须夺取河北各郡，切断洛阳与安禄山老窝范阳之间的联系，绝其后方供给线，才能有效地打击叛军前线的有生力量。这一出击方向的选择无疑是正确的。
经郭子仪推荐，朝廷任命李光弼（契丹人）为河东节度使。郭子仪分了1万军队给李光弼，送他出征。李光弼由太原出井陉口，一连收复7座县城，直奔常山（今河北正定）。史思明闻讯，率5万大军从西包围李光弼于常山。双方展开激战持续40多天。李光弼消耗很大，寡不敌众，被迫困守，只得派人向郭子仪求援。郭子仪急率军东进，火速驰至常山，与李光弼会合，以10万官军，与史思明会战于九门城（今河北省藁城西北）南，大获全胜。
史思明新败后，又收整了5万叛军，退守博陵。博陵是河北重镇，西依丛山峻岩，东临百汇群川，易守难攻。郭、李两部久攻不下，郭子仪决定退守常山，采取先疲后打的战略，转战歼敌。史思明求胜心切，采取了追踪跟进的策略，企图重创唐军。“我行亦行，我止亦止。”郭子仪将计就计，亲选500精锐骑兵，交相掩护，牵着史思明的叛军疾速北进。史思明不知是计，一连追了三天三夜，追到唐县时，才发现前面只有500骑兵，方知上当，然而已经人困马乏。郭子仪乘其疲惫不堪之机，返军掩杀，大败史思明于沙河，又打了一个大胜仗。
安禄山忽闻败报，心惊胆寒，急忙从洛阳抽调2万兵马，派谢希德北上增援；又发范阳老巢的精兵万余人，令牛廷蚧南下助战。会合5万叛军准备卷土重来。
郭子仪这时驻扎恒阳（今河北曲阳），他见贼兵兵锋甚锐，兵力大增，欲求决战，仍然实行疲敌战术，加紧修缮防御工事，深沟高垒，严阵以待。“贼来则守，贼去则追，昼扬其兵，夜袭其幕”，使5万叛军欲战不能，欲退不可，大大挫伤了敌人的锐气。特别是郭子仪的扰敌战术，使叛军整日提心吊胆，不得安宁，几乎连休息也做不到了。当叛军被拖到相当疲劳的时候，郭子仪对李光弼说：“敌已疲惫，我们即可出战了。”于是两位大将在嘉山（今河北定县）摆开了战场，布好战阵，史思明等叛将也列阵而至，一场大战一触即发。郭子仪指挥得当，唐军奋勇无畏，锐不可当。叛军士气低落，阵势混乱，四处溃逃。史思明见败局已定，吓得慌不择路，坠下战马，丢了头盔，连靴子都跑掉了，光着两脚，拄着一条断枪，逃回博陵。他总算捡了一条命。叛军被斩杀4万多人，被生擒5000余人，损失战马5000余匹。郭子仪指挥官军乘胜前进，进围博陵，声威大震。
嘉山一战，对军心民心产生极大的影响。河北10多郡，自发集结武装，支援和响应官军，地方军民纷纷诛杀叛兵叛将，归迎唐朝。
安禄山丢失河北，后方交通线随即被切断。叛军将士家在范阳者，都惶惶不安，忧虑后退无路。安禄山也控制不住自己的恐慌，对他的军师高尚、严庄骂道：“你们叫我反唐，说是万无一失。现在起兵已经几个月了，后路被郭子仪切断，只剩下汴、郑几州，进退两难，万无一失在哪里？”他和谋士们不得已才考虑出一个放弃洛阳、撤回范阳的计策。
郭子仪在河北的辉煌战绩，扭转了唐军仓促应战的被动局面，改变了整个战争形势。这时郭子仪提出了坚守潼关、挥军北上、直捣范阳的方略。如果朝廷采纳这个方略，平定安史之乱就不需要很长的时间了。
但是，在这个至关紧要的时刻，昏庸的唐玄宗听不进郭子仪的正确意见，却对杨国忠的瞎指挥、乱参谋言听计从，结果造成潼关失守。叛军从困境中得以解脱，使战局急剧恶化。
当时驻守潼关的哥舒翰是位突厥人，立过许多战功，担任过陇右和河西两镇的节度使。此时由于年老多病，已回长安居家休养。安禄山叛军进逼潼关时，唐玄宗为了借重哥舒翰的威名吓走敌人，就任命他为天下兵马副元帅（元帅由太子李亨挂名），领兵御敌。哥舒翰推辞不准，只得抱病出征，把军队驻扎在潼关一带。他十分清楚，自己带领的十几万唐军，不过是一群乌合之众，并不能打硬仗，能守住潼关就不错了。因此采取以守为攻的稳妥之计，潼关守得很好。杨国忠看到哥舒翰兵权在握，怕对自己造成威胁，权势不保，于是插手哥舒翰的作战指挥。杨国忠密奏唐玄宗，派使者催促哥舒翰速出潼关，收复陕郡、洛阳。哥舒翰明知这样蛮干，只能招致失败，可是又不能违抗圣旨。他失声痛哭一场后，怀着视死如归的悲痛心情，领兵出了潼关，在灵宝县西南中了叛军的埋伏。几场苦战下来，葬送了十几万唐军的性命，哥舒翰被杀，潼关失守。京城长安暴露在叛军的面前，已经岌岌可危了。
唐玄宗知长安不保，听信了杨国忠的建议，向四川逃跑。第三天，唐玄宗一行走了100多里路，来到马嵬驿，愤怒的士兵杀死了祸国殃民的杨国忠。龙武大将军陈玄礼对唐玄宗说：“士兵们杀了杨国忠，不把贵妃正法，他们就无心保驾了。”众怒难犯，自己的安危就在片刻之间，玄宗不得不忍痛割爱，将杨贵妃赐死。马嵬驿哗变平息下来后，唐玄宗继续向西南逃难。百姓上路拦驾，请求玄宗留下来率领人民讨伐叛贼。玄宗无奈，只得分出2000人马留给太子李亨，让他主持军事，留下来平叛。朔方镇的留守官员劝李亨称帝，以便号令全国。天宝十五年（756年）七月，李亨在灵武（今宁夏回族自治区灵武县）即位，是为唐肃宗。
收复长安
唐朝称长安为西京，洛阳为东京，首都设在西京长安。安史之乱爆发后，叛军很快攻占了东都洛阳。安禄山看到洛阳宫阙尊雄，心里急欲僭号。第二年正月便僭称雄武皇帝，国号燕，建元圣武；封他的儿子安庆绪为晋王，安庆和为郑王；任达奚殉为左相，张通儒为右相，严庄为御史大夫，还设置了百官。潼关失守后，安禄山还没有到长安，士民就逃入山谷，宫嫔哭着散匿逃亡，将相府第之家委弃的宝货不可计数。不逞之徒成群结队争抢财物，一连几日都抢不完。又剽掠政府盈库，百司帑藏，抢完便放火烧毁其余的财物。安禄山到长安，大怒，便大规模搜索了3天。民间的财产也全部进行抢掠，百姓更加骚动不安。安禄山怨恨他留在长安的儿子安庆宗被杀，便将皇帝的近属霍国长公主、诸王的妃妾、子孙姻婿等100多人全部害死，用来祭祀安庆宗。朝中群臣随从天子走的，诛灭其宗族。
京城长安是唐朝政治、经济和文化的中心。洛阳是陪都，在政治和军事上也很重要。叛军占领长安、洛阳后，整个局势急转直下，朝廷危在旦夕。收复两京对挽救危局具有重大的政治意义。
肃宗即位后，便图谋收复两京，诏令郭子仪班师。八月，郭子仪与李光弼率领步兵、骑兵5万人从河北来到灵武。这时，新的朝廷刚建立，军兵少而且弱。及郭子仪、李光弼全军来到皇帝的行在，军声遂振，兴复之势才形成，人民才觉得看到希望。肃宗任命郭子仪为兵部尚书、同中书门下平章事（宰相），依旧兼任灵州大都督府长史、朔方军节度使。肃宗检阅六军，到彭原郡时，宰相房琯请求领兵1万人，自己任统帅去讨伐贼兵收复长安。皇帝平常就很重用房琯，同意了他的请求。军队开到陈涛时，被贼兵打败，丧师殆尽。刚要进行讨伐，军队就丧失一半，只有依靠郭子仪的朔方军作为国家的根本了。
唐肃宗求胜心切，以“克城之日，土地、士庶归唐，金吊、女子皆归回鹘”的无耻条件，向回鹘借兵15万。并且任命自己的儿子李俶（即李豫）为天下兵马大元帅，郭子仪为副元帅。他深知李俶也只配当个挂名元帅，恳切地嘱托郭子仪要全力以赴。郭子仪答道，自己准备破釜沉舟，不消灭叛军，以死谢罪。
郭子仪从房琯的失败中吸取了教训，认为要收复两京，必须先夺潼关，攻入陕州（今河南陕县），击溃潼、陕之间的叛军，截断叛军的后路，然后才能直取长安。唐肃宗同意这个意见，命令唐军按照郭子仪的军事部署去奋勇战斗。
贼将崔乾柘据守潼关。郭子仪在潼关大破贼兵，崔乾柘退到蒲州据守。这时，永乐尉赵复、河东司户韩曼、司土徐炅、宗子李藏锋等人，被贼兵关押在蒲州，四人密谋等王师来到时为内应。及郭子仪进攻蒲州，赵复等人杀死守城的贼兵，打开城门迎郭子仪进城。崔乾柘逃到安邑，安邑的百姓假装投降，崔乾柘的军队进城门快一半时，城上的悬门落下，攻击贼兵，崔乾柘没有进入城门，才得以脱身东逃。郭子仪遂收复陕郡的永丰仓。从此潼、陕之间不再有贼寇抄掠。
公元757年，安史内讧，安禄山被帐下李猪儿杀死。李猪儿幼年时就开始侍奉安禄山，成为阉人后，对他更加亲敬。安禄山反叛后，由于着急上火眼就瞎了，不久又得了疽疾，更加急躁。左右侍奉的人，稍不如意，即被鞭挞。李猪儿被侮辱的次数更多。严庄虽然是亲信，也时常遭到鞭笞奚落，所以二人非常怨恨安禄山。安禄山僭号后，宠幸段夫人，爱她的儿子安庆恩，欲立他为太子。安庆绪颇有所闻，很是畏惧。严庄也怕变难一起对自己不利，便私下对安庆绪说：“君听说过大义灭亲吗？自古就有不得已而为者。”安庆绪暗中晓示说：“对。”严庄又对李猪儿说：“你侍奉君上的罪可数吗？不行大事，离死没有多少日子了！”遂与他定谋。至德二年正月初一，安禄山诏见群臣，疮痛很重，草草罢朝。这天夜里，严庄、安庆绪手持兵器在门外把守，李猪儿进入帐下，用刀捅了安禄山的腹部。安禄山眼睛看不见，摸不着佩刀，手击幄柱呼道：“是家贼！”一会儿肠子溃流在地，随即死了。李猪儿矫称安禄山传位给安庆绪，仍伪尊他为太上皇。
安禄山死，朝廷想要大举进攻，诏令郭子仪率军直趋京师。军队在谲水西，与贼将安太清、安守忠战斗，唐军失利，部队溃败。郭子仪退保武功，来到朝堂请罪。9月，随从广平王李俶率蕃汉军队15万进攻长安。回鹘派遣叶护太子率领精兵帮助唐朝讨贼。郭子仪与叶护太子在宴会上亲近修好，共同发誓要平定国难。郭子仪与贼将安守忠、李归仁在京西香积寺之北战斗，从午时至酉时，斩贼首6万级。贼将张通儒放弃长安，逃到陕郡。第二天，广平王李俶进入京师，城中老幼百万人，夹道欢呼，流着泪说：“没有想到今天又见到官军。”肃宗在凤翔听到捷报，群臣称贺。
郭子仪收复了都城长安后，又奉命率军乘胜东进，攻打洛阳。洛阳守将安庆绪听说唐军前来攻城，慌忙派大将严庄、张通儒带领15万大军前去迎战。叛军在新店（河南省郏县西）与唐军相遇。新店地势险要，叛军依山扎营，居高临下，形势对唐军非常不利。
郭子仪趁叛军立足未稳之机，选派2000名英勇善战的骑兵，向敌营冲杀过去；又派了1000名弓箭手埋伏山下，再令协助作战的回鹘军从背后登山偷袭，自己则亲率主力与叛军正面交战。战斗打响之后，郭子仪佯装败退。叛军倾巢出动，从山上追赶下来。这时，突然杀声如雷，唐军埋伏的弓箭手像神兵一般从天而降，万箭齐发，无数的箭簇像雨点一样射向敌群。郭子仪又杀了个回马枪。这时，叛军的背后又传来高呼声：“回鹘兵来了，快投降吧！”叛军前后被围，左右遭打，在唐军和回鹘军的夹击之下，被打得一败涂地。严庄逃回洛阳，同安庆绪一起弃城北走，官军一举收复洛阳。
郭子仪因功封为代国公。不久，郭子仪入朝，肃宗慰劳他说：“虽吾之家国，实由卿再造。”郭子仪顿首感谢。
公元758年9月，唐肃宗命郭子仪与河东节度使李光弼、关内节度使王思礼、北庭行营节度使李嗣业、襄邓节度使鲁炅、荆南节度使季广琛、河南节度使崔光远、滑濮节度许叔冀、兴平节度李奂等九节度使率60万军队围攻相州，讨伐安庆绪。皇帝因郭子仪、李光弼都是国家的元勋，难以相互统属，所以不设立元帅，只用宦官鱼朝恩为观军容宣慰处置使。
从洛阳逃到相州的安庆绪，明知已被唐军困于死地，便以让皇帝位为代价，向史思明求救，史思明率5万精兵杀来。
以九节度使的兵力本来可以一举灭敌，但群龙无首，诸将各自为战，互不统属。鱼朝恩是监督和操纵九节度使的最高官职人员，但他根本不懂兵法，不知用兵。这次联军战斗唐军损失严重，战马万匹只剩三千，刀枪十万几乎全部丢掉。
宦官鱼朝恩一向忌妒郭子仪，便把相州失利的责任推到郭子仪身上。唐肃宗不明是非，信以为真，便削了郭子仪的兵权，以李光弼代替郭子仪的职务。
上元三年二月，河东发生叛乱，杀死统帅李国贞，太原节度邓景山也为部下所杀，朝廷对此很忧虑。而后辈的将帅没有能力弹压，势不得已，遂起用郭子仪出镇绛州（今山西新绛）。三月，郭子仪辞朝赴镇，肃宗身体不适，没有见一个朝臣。郭子仪请求说：“老臣受命，将死于外；没有见到陛下，是会死不瞑目的。”皇帝将他引到卧室内，对郭子仪说：“河东的事情，全都委托给卿了。”郭子仪呜咽流涕而出。郭子仪来到绛州，擒拿杀害李国贞的贼首王元振数十人，将他们处死。太原的辛云京听说郭子仪诛杀王元振，也将杀害邓景山的人诛杀，从此河东诸镇将帅皆遵奉国法。
公元762年4月，李豫即位。内官程元振当权，认为郭子仪功高难制，巧行离间之计，奏准罢免郭子仪副元帅之职，让他充任肃宗的山陵使，督工皇陵的建造。
史思明在相州替安庆绪解了围，自认为立了大功，要和安庆绪平分兵权。安庆绪不答应，史思明就把他杀了，吞并了他的军队，回到范阳，自称大燕皇帝。他听说郭子仪被夺去兵权后，于759年5月，从李光弼手中，夺取了洛阳。占据洛阳不久，他就被自己的儿子史朝义杀死了。
陷于内忧外患之中的唐代宗李豫，在危亡面前，不得不启用郭子仪，他任命雍王李适（即后来的德宗）为统兵元帅，郭子仪为副元帅，又向回鹘借兵10万，攻打洛阳。史朝义败走莫州（今河北任丘北）。史朝义的部下田承嗣、李怀仙等见大势已去，遂率部向官军投降。公元763年正月，史朝义看到众叛亲离，走投无路，便上吊自杀。至此，延续了7年零3个月的安史之乱才算完全平定。
安史之乱使唐朝由盛转衰，国力虚弱。由于讨伐北方叛军的需要，西部的军队，大部被撤走调离。吐蕃乘虚深入内地，大举攻唐，占领了陕西凤翔以西、邻州以北的十几个州。763年10月，他们又占领了奉天（今陕西乾县），很快打到长安城下，吓得代宗逃到陕州避难。于是，吐蕃兵占领了长安。他们把唐宗室广武王李承宏立为皇帝，当自己的统治工具。纵兵焚掠，将长安洗劫一空。