為了斬斷長安與洛陽的聯繫，對長安形成合圍之勢，郭子儀決定先行克複潼關。
至德二載二月下旬，他派遣其子郭旰、兵馬使僕固懷恩、兵馬使李韶光、大將王祚率部從河東渡過黃河，進攻潼關。守關燕軍抵擋不住，扔下五百多具屍首倉皇退卻。
安慶緒聞報，急命安守忠火速援救潼關。
燕軍的反撲非常有力。結果唐軍戰敗，一萬多人陣亡，李韶光和王祚戰死，郭旰和僕固懷恩渡過渭水，退守河東。三月下旬，安守忠趁勝進擊河東。郭子儀親自指揮戰鬥，擊退了安守忠，斬獲首級八千、俘虜五千。
第一回合，雙方互有勝負。
四月，求勝心切的肅宗李亨決定集中兵力，一舉克複長安，遂擢升郭子儀為司空、兼天下兵馬副元帥，命其移師鳳翔。四月底，郭子儀部與王思禮部在咸陽西南的西渭橋會合，而後進駐潏水（渭水支流）西岸。燕將安守忠、李歸仁立刻率兵屯駐長安西郊的清渠。兩軍對峙七天七夜，唐軍始終未能前進一步。
五月初六，安守忠佯裝後撤，郭子儀命令全軍出擊。燕軍以九千精銳騎兵組成長蛇陣，待唐軍攻其腹部，首尾瞬間變成兩翼，將唐軍合圍。此戰唐軍大敗，傷亡慘重。將領韓液、監軍宦官孫知古被俘。唐軍拋棄所有軍資器械，退回武功。肅宗的駐蹕之地鳳翔不得不再度戒嚴。
第二回合，唐軍慘敗。
經此一役，郭子儀深感燕軍的戰鬥力仍然十分強大，便勸肅宗再次向回紇求援，請他們發精兵相助。這一年九月，回紇的葛勒可汗派遣其子葉護、將軍帝德率四千餘名精兵抵達鳳翔。肅宗大喜過望，當即設宴犒勞，並賞賜大量財帛。廣平王李俶還和葉護結成了兄弟。
至德二載九月十二日，肅宗發布了總攻的命令，由天下兵馬元帥、廣平王李俶率朔方、西域、回紇等部共計十五萬人，號稱二十萬，從鳳翔浩浩蕩蕩向東挺進。
九月二十七日，唐軍進抵長安西郊的香積寺，以河西節度副使李嗣業領前軍，郭子儀領中軍，關中節度使王思禮領後軍。同日，燕將安守忠、李歸仁也率十萬大軍在香積寺以北擺開了陣勢。
這是自安史之亂爆發以來，唐、燕兩軍規模最大的一次會戰。
這場戰役將決定長安的命運，也將決定帝國的命運。
燕將李歸仁率先出陣挑戰，唐軍的前鋒部隊迎擊，將其擊退，旋即挺進燕軍陣地。燕軍全軍出動，很快逼退了唐軍，並直撲唐軍的輜重部隊。唐軍陣腳大亂，紛紛向後潰退。前鋒主將李嗣業對左右時：「今日若不以身擋賊，我們就全完了！」隨即脫掉鎧甲，赤裸上身，躍馬橫刀立於陣前，厲聲命令士兵們不許撤退。可在燕軍凌厲的攻勢之下，士卒們還是爭先恐後地往後跑。李嗣業大怒，揮舞長刀左砍右劈，將那些逃兵連人帶馬砍得血肉橫飛，一連砍翻了數十人，總算穩住了陣腳。
隨後，李嗣業重新集合前軍部眾，命他們結成長刀陣，橫向排開，如牆而進。而且，李嗣業還帶著前軍的所有將領沖在士卒前面，率先殺進了燕軍軍陣。
在主將身先士卒的激勵之下，唐軍士氣大振，戰場上的形勢隨之逆轉，燕軍開始節節後退。
在這場決定帝國命運的戰役中，不僅是李嗣業這種勇冠三軍的猛將表現出了一貫的英勇，就連半年前在武功不戰而逃的唐將王難得也拿出了難得的勇氣。混戰中，他為了救一個身陷重圍的副將，被燕軍一箭射中眉骨。王難得狠狠把箭拔掉，結果皮開肉綻，額頭上的一塊皮還垂下來遮住了眼睛。王難得大怒，乾脆把皮也撕了，帶著滿臉鮮血，仍舊奮勇拼殺，一直往前突進。
兩軍開戰前，安守忠知道自己的兵力比唐軍少，便在戰場東面埋伏了一支精銳，準備趁雙方激戰正酣時，再出其不意，繞到唐軍背後突襲。唐軍斥候偵察到了這支伏兵，立刻稟報中軍主將郭子儀。郭子儀即命左廂兵馬使僕固懷恩帶上一支回紇騎兵，直撲燕軍埋伏之處，迅速將這支伏兵殲滅。
得知伏兵全軍覆沒的消息後，燕軍士氣頓時大挫。李嗣業乘勢與回紇兵團一起迂迴到敵軍陣後，阻斷了燕軍的退路，與郭子儀的中軍對燕軍形成了前後夾擊。
至此，燕軍終於全線崩潰。
這一仗，從午時（中午十二時）一直打到了酉時（下午六點），燕軍一共被斬首六萬餘級，跌入溝塹被壓死和踩死的也不計其數；唐軍大獲全勝。
安守忠和李歸仁帶著殘部逃回長安後，自知長安必失，於是當天夜裡便與燕朝西京留守張通儒、京兆尹田乾真等人棄城而走，一口氣逃到了陝郡（今河南三門峽市）。
至德二載九月二十八日，唐軍浩浩蕩蕩地開入城中，宣布了長安的光復。
自去年六月燕將孫孝哲入據長安，迄今共一年三個月。
廣平王李俶帶著大軍進入長安時，受到了老百姓的夾道歡迎。他看見每個人的臉上都掛滿了淚水，那是劫後餘生、悲喜交加的淚水。
長安光復了，而兌現諾言的時刻也到了。
「克城之日，土地、士庶歸唐，金帛、子女皆歸回紇！」
面對夾道歡迎的百姓，廣平王李俶的臉上一直懸掛著一個和煦的笑容，可他心裡卻像灌了鉛一樣沉重。從李俶踏入長安的那一刻起，他心裡就不停地響起父皇李亨向回紇鄭重作出的這句承諾。
怎麼辦？要不要兌現諾言？
當初為了得到回紇之援，當然可以不顧一切地許諾，可眼下，假如真的兌現承諾，長安百姓必然又要遭受一場可怕的浩劫。倘若如此，長安百姓還會擁戴父皇李亨嗎？還會承認這個在靈武自行即位的新皇帝嗎？如果奪回了京城，卻失去了民心，那麼李唐朝廷日後還能理直氣壯地號令天下嗎？
可是，倘若違背諾言，唐軍在接下來的平叛戰爭中不但不能得到回紇援手，反而會因此結怨於回紇。眼下洛陽未克，偽燕朝未滅，豈能又在自己背後樹立一個新的強敵？
最後，左右為難的李俶終於想到了一個兩全其美的辦法。
雖然這個辦法不能從根本上解決問題，但至少可以讓李俶暫時擺脫這種兩難困境。
當回紇王子葉護面帶微笑地來到李俶面前，婉轉地要求他兌現承諾的時候，李俶立即翻身下馬，向葉護納頭便拜，說：「現在剛剛克複西京，如果遽然劫掠金帛子女，恐怕東京洛陽的人心都會倒向叛軍，並且替叛軍固守城池，使我們難以攻克。所以，我希望等到克複東京後，再向貴軍兌現承諾。」
葉護一見廣平王向他施以大禮，慌忙下馬回拜，說：「願從殿下之言。」
聽說廣平王幫長安化解了一場災難，百姓們紛紛簇擁在李俶馬前，頻頻拜謝說：「廣平王真華、夷之主也！」（《資治通鑒》卷二二○）
九月二十九日，克複長安的捷報傳至鳳翔，文武百官當即入朝恭賀，肅宗李亨激動得淚流滿面，忍不住讚歎：「廣平王的智勇，是朕所不能及的啊！」
當天，肅宗便遣使入蜀，上表奉迎太上皇李隆基迴鑾。
隨後，肅宗召見李泌，說：「朕已經呈上一道奏表，請上皇東歸長安，同時朕向上皇請求，一旦鑾駕回京，朕就回東宮當太子，繼續恪盡人子之責。」
李泌一聽，忽然表情大變，急著問：「奏表還追得回來嗎？」
肅宗一臉迷惑：「使者已經走遠了。」
「上皇不會回來了。」李泌斬釘截鐵地說。
肅宗大驚失色，忙問李泌何故。李泌答：「陛下建有大功，卻不欲居皇位，上皇自然也不會回京坐皇位，這是情理之中的事。」
「那該怎麼辦？」
李泌沉吟片刻，說：「由百官聯名，再上一道奏表，詳細陳述『馬嵬請留』、『靈武勸進』、『克複長安』之種種情狀，然後表示陛下深切思念上皇，渴望早晚在膝下問安，請上皇儘快回京，以成全陛下孝順奉養之心，這就可以了。」
肅宗聞言，趕緊讓李泌起草奏表，寫完後拿來一看，不禁淚下，說：「朕原本懷著至誠之心，希望將大位還給上皇，現在聽了先生之言，才知道這種想法很不妥當啊。」（《資治通鑒》卷二二○：「朕始以至誠，願歸萬機，今聞先生之言，乃寤其失。」）
很顯然，李亨是在作秀。
所謂「願歸萬機」、回東宮當太子云雲，都不可能是真心話。
道理很簡單，作為一個亂世即位的中年皇帝，李亨的智商絕對不會低於常人。所以，他不可能不知道第一道奏表是「很不妥當」的。可他又故意要那麼寫，然後讓李泌幫他出主意，最後又不厭其煩地再寫一道奏表，目的就是為了向世人表現出他那「願歸萬機」的「至誠」之心。換言之，李亨是希望給人們造成這樣一種印象——一個如此孝順、如此謙恭、如此真誠的人，怎麼可能從他父親手中搶班奪權呢？
李亨總是不遺餘力地把自己打扮得很傻很天真。
這正是他的高明之處。
在這個充滿機