唐王朝が両京を回復した後、安慶緒は河北へ逃れ、六十の城を占拠して、なおも抵抗を続けた。唐の粛宗は、安慶緒を征討するため大軍を派遣することを決めた。この進軍にあたり、唐軍は九人の節度使が率いる六十万の兵力を集中した。この九つの軍勢を誰が統率するべきか。地位と威望から言えば、郭子儀と李光弼がふさわしいが、猜疑心の強い唐の粛宗は、郭・李の権力が大きくなるのを恐れ、わざと最高司令官を設けず、全く戦いを知らない宦官の魚朝恩を「観軍容使」（出征する将帥を監視する軍事長官）として派遣し、九人の節度使はすべて彼の指揮下に置かれた。
唐軍が鄴城を攻撃しているとき、史思明が再び反旗を翻し、范陽から兵を率いて安慶緒を救出に向かった。六十万の唐軍は反乱軍と決戦をしようとしていたが、陣形を整える間もなく、突然猛烈な風が吹き荒れ、砂塵が舞い上がり、空は真っ暗になった。九軍は統一された指揮がなく、驚いた馬の群れのように四方へ逃げ散った。
唐軍は敗北し、魚朝恩は敗北の責任をすべて郭子儀に押し付けた。唐の粛宗は魚朝恩の言葉を信じ、郭子儀の朔方節度使の職を解き、李光弼にその職を継がせた。
このとき、反乱軍内部で再び内訌が起きた。史思明は鄴城で安慶緒を殺し、自ら大燕皇帝を称して、兵を整えて洛陽方面へ進撃した。
李光弼が洛陽に着くと、洛陽の官僚たちは史思明の兵の勢いの強さを聞き、少し恐れ、関所である潼関へ退却すべきだと主張する者もいた。李光弼は「現在、双方の勢力は拮抗している。我々が退けば、敵はさらに勢いづく。むしろ我が軍を河陽（現在の河南省孟県）へ移し、進んで攻撃し、退いて守備できるようにしよう」と言った。
李光弼は官僚と一般民衆をすべて洛陽から撤退させ、兵を率いて河陽へ移動した。史思明が洛陽に入ったとき、洛陽はすでに空の城と化していた。史思明は人もなく、食糧もなく、李光弼の奇襲を恐れて、仕方なく兵を率いて城外へ出て、河陽の南に陣地を築き、李光弼の唐軍と対峙した。
李光弼は長年の戦場経験を持つ老将であった。彼は現在の兵力が反乱軍に及ばないことを知り、力攻めではなく、知略で勝負をかけることにした。彼は史思明が河北から千余匹の戦馬を連れてきて、毎日川辺の砂洲で洗い、草を食べさせていると聞き、部下に命じて雌馬を集めて馬小屋に子馬をつなぎ、反乱軍の戦馬が砂洲に来ると、雌馬を放して敵の馬と混ぜ合わせた。しばらくすると、雌馬は子馬を思い出して、鳴きながら戻ってきた。敵の戦馬もそれに従って唐軍の陣地へやってきた。
史思明は一気に千匹以上の戦馬を失い、激怒した。すぐに部下に命じて数百隻の戦船を集中させ、水路から攻撃を始めた。先頭には火船を出し、唐軍の浮き橋を焼き払おうとした。
李光弼はこの情報を得て、数百本の太い長竹竿を準備し、先端に鉄の鎧を巻きつけた。反乱軍の火船が近づくと、数百名の兵士が浮き橋の上に立ち、竹竿で火船を押さえつけた。火船は前進できず、炎に包まれてマストが折れ、船体が割れ、たちまち沈没した。唐軍はさらに浮き橋から石を発射する砲で敵の船を攻撃し、船上の敵兵は頭を割られ、血だらけになった。人ごと船が水底に沈むものもいれば、かろうじて岸に這い上がり、命からがら逃げるものもいた。
史思明は何度も部将を河陽に送って攻撃したが、いずれも李光弼の策略で撃退された。
最後に、史思明は決意を固め、強大な兵力を集中させ、反乱将の周摯に河陽の北城を攻撃させ、自分は精鋭部隊を率いて南城を攻撃した。
朝、李光弼は部将たちと共に北城に登り、敵軍の様子を観察した。敵軍は黒々と広がる大軍勢で、一隊一隊が北城へと迫っていた。唐軍の将軍たちは口では言わなかったが、心の中ではすでに動揺していた。李光弼は彼らの気持ちを見抜き、冷静に言った。「恐れるな。反乱軍は多いが、隊列が整っておらず、やや高ぶっているのがわかる。心配するな。正午までには必ず打ち破れる。」
続いて、李光弼は将兵たちに分かれて攻撃するよう命じた。将兵たちは勇猛に戦ったが、敵が一時退却したと思ったら、すぐに後続部隊が現れた。太陽が頭上に来たが、まだ勝敗は決していなかった。
李光弼は再び部将たちを召集し、相談して言った。「敵軍の陣形を見て、どの方向の戦闘力が最も強いと思うか？」
部将たちは「西北角と東南角です」と答えた。
李光弼はうなずき、すぐに五百名の騎兵を出し、二人の将軍に率いさせて、分かれて西北角と東南角を攻撃させた。
李光弼は残った将兵たちをすべて集め、厳かに軍令を発表した。「将兵たちは私の旗を見るがよい。私がゆっくりと旗を振るときは、各自の判断で行動してよい。だが、旗を素早く地面に向けたときは、総攻撃の合図である。この合図を見たら、必ず勇気を出して前進し、戦場で後退してはならぬ。」そして、ここに至って彼は短刀を取り出し、靴の中に差しながら言った。「戦いとは本来、生死をかけたものだ。私は国の臣子として、決して敵の手にかかって死ぬことはない。もしもお前たちが前線で戦死するなら、私はここで自害する。」
将兵たちは李光弼の激励の言葉を聞き、勇気が百倍になり、戦場へと突撃した。間もなく、部将の郝廷玉が前線から戻ってきた。李光弼は直ちに兵士に自分の剣を持たせて迎えさせ、郝廷玉をその場で斬首しようとさせた。
郝廷玉は命令の兵士が自分を殺そうとするのを見て、大声で叫んだ。「私の馬が矢を受けており、退却したわけではない！」
兵士が李光弼に報告すると、李光弼は直ちに郝廷玉に新しい戦馬を与え、再び戦場に戻って指揮を執らせた。
李光弼は唐軍の士気が高まっているのを見て、急いで旗を地面に向け、総攻撃を命じた。各部隊の将兵たちは城上の旗の合図を見て、我先にと敵陣へと突撃し、叫び声は天地を揺るがした。反乱軍は猛烈な攻撃を受け、もはや耐えきれず、次々と崩れ去り、唐軍に千人以上が殺され、捕らえられ、さらに千人以上が水に押し込まれて溺死し、北城を攻めていた反乱将の周摯も逃げ去った。
史思明は南城の攻撃を続けていた。李光弼は北城で捕らえた反乱軍を川べりへ追い立てた。史思明は周摯の全軍が崩壊したことを知り、これ以上戦うことを恐れ、直ちに撤退を命じ、洛陽へ逃げ帰った。
李光弼は史思明の攻撃を連続して撃退し、双方はほぼ二年間にわたり対峙した。唐の粛宗は魚朝恩の言葉を信じ、李光弼に洛陽を攻撃するよう命じたが、李光弼は敵の兵力がまだ強く、軽々しく城を攻めてはならないと考えた。しかし唐の粛宗は次々と宦官を送り、攻撃を迫ったため、李光弼は危険を冒して攻撃したが、果たして敗北し、李光弼自身も司令官の職を解かれた。
史思明は強力な相手を失い、勝ちに乗じて長安を攻撃した。幸い、そのとき反乱軍内部で三度目の内訌が起き、史思明は息子の史朝義に殺された。
反乱軍は内部が四分五裂し、763年に史朝義は敗れ、自殺した。
安禄山が反乱を起こしてから、史朝義が敗れるまで、中原地域では八年間にわたる内戦が続き、歴史的にはこれを「安史の乱」と呼んでいる。