朔方等各镇兵及回纥、西域各国兵共十五万，号称二十万，从凤翔发。李见到回纥叶护，二人约为兄弟，叶护十分兴，称李为兄。回纥人到达扶风，郭仪留他们宴请三天。叶护说：“国家在危难之中，我们远来援助，还没有作战，那里顾得上大吃大喝！”宴会后便立即发。唐朝每天供给回纥军羊二百，二十，米四十斛。

庚，诸军俱发；壬寅，至长安西，陈于香积寺北沣之东。李嗣业为前军，郭仪为中军，王思礼为后军。贼众十万陈于其北，李归仁挑战，官军逐之，于其陈；贼军齐，官军却，为贼所乘，军中惊，贼争趣辎重。李嗣业曰：“今日不以饵贼，军无孓遗矣。”乃袒、执长刀，立于陈前，大呼奋击，当其刀者，人俱碎，杀数十人，陈乃稍定。于是嗣业帅前军各执长刀，如墙而，先士卒，所向摧靡。都知兵使王难得救其裨将，贼之中眉，垂鄣目。难得自箭，掣去其，血被面，前战不已。贼伏骑于陈东，袭官军之后，侦者知之，朔方左厢兵使仆固怀恩引回纥就击之，翦灭殆尽，贼由是气索。李嗣业又与回纥贼陈后，与大军夹击，自午及酉，斩首六万级，填沟堑死者甚众，贼遂大溃。余众走城，迨夜，嚣声不止。

庚（二十五日），各路大军同时发，壬寅（二十七日），到达长安城西，在香积寺北面沣东岸结成阵列。李嗣业为前军，郭仪为中军，王思礼为后军。叛军十万在北面列阵，叛将李归仁阵挑战，官军追击，近叛军阵中，叛军一齐发，官军退却，叛军乘机突，官军十分吃惊，顿时大，叛军争着抢夺军用资。这时李嗣业说；“今天如果不拚死抵抗，官军就会彻底灭亡。”于是就袒上，手执长刀，立于阵前，大声呼喊，奋勇杀敌，叛军遇到他的刀锋，人纷纷落地，接连杀死数十人，才稳住了官军的阵地。然后李嗣业率领前军各持长刀，排成横队，如墙向前推，自己先士卒，叛军纷纷后退，官军所向披靡。都知兵使王难得为了救他的裨将，被叛军中眉，垂下的遮住了睛。王难得自己去箭，扯掉，血满面，但仍然奋勇作战，不下战场。叛军埋伏兵于阵地东面，想要从后面袭击官军，被官军侦察发觉，朔方左厢兵使仆固怀恩领回纥兵袭击叛军伏兵，叛军被全消灭，因而士气大落。李嗣业又与回纥兵绕至叛军阵后，与大军前后夹击，从午时至酉时，共杀敌六万余人，被填于沟堑中的死者无数，叛军大败而溃退。其余的残兵逃长安城中，夜晚喧叫声不止。

仆固怀恩言于广平王曰：“贼弃城走矣，请以二百骑追之，缚取安守忠、李归仁等。”曰：“将军战亦疲矣，且休息，俟明旦图之。”怀恩曰：“归仁、守忠，贼之骁将，骤胜而败，此天赐我也，奈何纵之！使复得众，还为我患，悔之无及！战尚神速，何明旦也！”固止之，使还营。怀恩固请，往而复反，一夕四五起。迟明，谍至，守忠、归仁与张通儒、田乾真皆已遁矣。癸卯，大军西京。

仆固怀恩对广平王李说：“叛军要放弃长安城逃走，请让我率领二百名骑兵追击，捉住安守忠、李归仁等人。”李说：“将军作战已经很疲劳了，暂且休息，等到明天再作计议。”仆固怀恩说：“李归仁与安守忠都是叛军中骁勇善战的大将，现在骤然被我们打败，实在是天赐良机，为何要放虎归山呢！如果让他们收拾残兵，再来与我们作战，那时后悔就来不及了！再说兵贵神速，为何要等到明天呢！”但广平王李持不同意，让仆固怀恩返回营中。仆固怀恩请不已，来来回回，一夜达四五次。等到天亮，侦察人员回来，报告说叛军守将安守忠、李归仁与张通儒、田乾真等都已逃跑。癸卯（二十八日），唐朝大军西京。

初，上速得京师，与回纥约曰：“克城之日，土地、士庶归唐，金帛、女皆归回纥。”至是，叶护如约。广平王拜于叶护前曰：“今始得西京，若遽俘掠，则东京之人皆为贼固守，不可复取矣，愿至东京乃如约。”叶护惊跃下答拜，跪捧王足，曰：“当为殿下径往东京。”即与仆固怀恩引回纥、西域之兵自城南过，营于之东。百姓、军士、胡虏见拜，皆泣曰：“广平王真华、夷之主！”上闻之喜曰：“朕不及也！”整众城，百姓老幼夹呼悲泣。留长安，镇抚三日，引大军东。以太少傅虢王为西京留守。

起初，肃宗急于收复京师，与回纥相约定：“收复了京城之日，土地与男归唐朝所有，金帛与女人全归于回纥。”这时，回纥叶护要约定办事。广平王李拜于回纥叶护前说：“现在刚克复了西京，如果大肆行抢掠，那么在东京的人就会为叛军死守，难以再攻取，希望到东京后再履行约定。”回纥叶护吃惊地下回拜，并跪下来捧着广平王的脚，说：“我当率军为殿下立刻前往东京。”于是与仆固怀恩率领回纥、西域的军队从长安城南经过，扎营于东岸。百姓、军士以及胡人见到广平王李纷纷下拜，都哭泣着说：“广平王真不愧汉夷各族的主人！”肃宗得知后兴地说：“朕不如广平王！”于是广平王李整军京城，城中百姓不分男女老幼，都夹呼悲泣。李留在长安，镇守安抚了三天后，率领大军向东去收复洛。任命太少傅虢王李为西京留守。

甲辰，捷书至凤翔，百寮贺。上涕泗颐，即日，遣中使啖瑶蜀奏上皇；命左仆裴冕京师，告郊庙及宣百姓。

甲辰（二十九日），报捷的文书到达凤翔，百官都祝贺。肃宗泪满面，当天即派宦官啖瑶蜀中上奏玄宗，又命令左仆裴冕先京师，告祖宗陵庙并安抚百姓。

上以骏召李于长安。既至，上曰：“朕已表请上皇东归，朕当还东复修臣之职。”曰：“表可追乎？”上曰：“已远矣。”曰：“上皇不来矣。”上惊，问故。曰：“理势自然。”上曰：“为之奈何？”曰：“今请更为群臣贺表，言自嵬请留，灵武劝，及今成功，圣上思恋晨昏，请速还京以就孝养之意，则可矣。”上即使草表。上读之，泣曰：“朕始以至诚愿归万机。今闻先生之言，乃寤其失。”立命中使奉表蜀，因就饮酒，同榻而寝。而李辅国请取契钥付，请使辅国掌之；上许之。

肃宗派人用骏召李于长安。李到后，肃宗说：“朕已经上表请求上皇回京城，朕当让帝位，还东重为太。”李说：“上表还能够追回吗？”肃宗说：“已经走远了。”李说：“上皇不会回来。”肃宗吃惊地问什么原因。李说：“理和情势，不回来是自然的。”肃宗说：“那怎么办呢？”李说：“现在请再写一份群臣贺表，就说自从在嵬被留，在灵武被劝说即帝位，到今天克复京城，陛下时刻思念着上皇，请上皇立刻返回京城，以使陛下能尽孝养之心，这样就可以了。”肃宗听后立刻让李草写表书。肃宗读了表书后，泣不成声地说：“朕开始时真心想把帝位复归上皇。现在听了先生的话，才知是失策。”于是立刻命令宦官奉表书蜀，然后与李一起饮酒，并同床而睡。而李辅国请求把禁中的符契与钥匙付给李，李请求让李辅国掌，肃宗同意。

曰：“臣今报德足矣，复为闲人，何乐如之！”上曰：“朕与先生累年同忧患，今方相同娱乐，奈何遽去乎！”曰：“臣有五不可留，愿陛下听臣去，免臣于死。”上曰：“何谓也？”对曰：“臣遇陛下太早，陛下任臣太重，臣太，臣功太，迹太奇，此其所以不可留也。”上曰：“且眠矣，异日议之。”对曰：“陛下今就臣榻卧，犹不得请，况异日香案之前乎！陛下不听臣去，是杀臣也。”上曰：“不意卿疑朕如此，岂有如朕而办杀卿邪！是直以朕为句践也！”对曰：“陛下不办杀臣，故臣求归；若其既办，臣安敢复言！且杀臣者，非陛下也，乃‘五不可’也。陛下向日待臣如此，臣于事犹有不敢言者，况天下既安，臣敢言乎！”