安庆绪派遣严庄调兵马十万前往陕州与张通儒共抗唐军，叛军听闻唐军到，将全部兵力驻扎在山西，背山结阵。郭子仪用大军攻击叛军正面，回纥率军登山绕到叛军背后，在山中遇到了一支隐藏的叛军，回纥兵因为与山中叛军交战而错过了期限，唐军稍微后退，叛军分兵三千人，断绝唐军归路，唐军军心动摇，郭子仪指挥回纥兵进击，将叛军全部杀死。李嗣业与回纥军从后方攻击叛军，从扬起的尘土中飞来十余箭射向叛军，叛军大惊说：“回纥来了！”于是，叛军大败，尸体漫山遍野，严庄、张通儒逃回洛阳，再与安庆绪一起逃往相州，郭子仪率军收复东都洛阳。
河东、河西、河南的失地大部分均已收复，郭子仪因功加封司徒、代国公，余官如故，加食邑一千户，郭子仪入朝，肃宗命人在灞上迎接，并慰劳他道：“国家再造，是你的功劳。”郭子仪磕头致谢，郭子仪奉命返回洛阳，经营北讨安史叛军事宜。
郭子仪因在黄河边击败叛军，擒获叛将安守忠，献俘至京师，肃宗命百官到长乐驿迎接，并亲自在望春楼等待，进封其为中书令。然后，肃宗诏命九位节度使合力讨伐安庆绪，因郭子仪、李光弼皆为元勋，难相统属，只用宦官鱼朝恩为观军容宣慰使，却不设立元帅。
郭子仪率兵从杏园渡过黄河，在获嘉击败叛军，斩首四千级，捕虏五百人，叛将安太清逃至卫州防守，郭子仪围困卫州。鲁炅从阳武，季广琛、崔光远从酸枣，和李嗣业一起会合郭子仪于卫州，安庆绪将兵马分为三军，以崔乾佑率领上军，田承嗣率领下军，庆绪自率中军，前往救援，即将开战时，郭子仪先选出三千人射手埋伏于营垣之内，并嘱咐道：“等我军退却，叛军必定乘机攻营垒，你们就呐喊射箭。”两军交战不久，郭子仪假装兵败，叛军追击，追到营垒下，伏兵立刻登上垒垣，乱箭齐发如同下雨，叛军大惊退走，郭子仪又率军奋击，安庆绪大败，叛军被斩首4万级。
此战，郭子仪军获铠胄数十万，捕杀安庆绪的弟弟安庆和，攻克了卫州。安庆绪逃走，郭子仪等率军追击到相州，许叔冀、董秦、王思礼及河东兵马使薛兼训领兵相继来到，安庆绪收集叛军余部与官军再战于愁思冈，大败，前后被斩三万级，被俘千人。安庆绪于是入城固守，郭子仪等人围邺城，又引漳水淹城，城被淹两个时辰，不能攻破，城中粮尽，人吃人。安庆绪窘迫，只得派人向史思明求救，史思明发兵三十万援救邺城。
史思明发兵从魏州来援安庆绪，史思明率军奋战，李光弼、王思礼、许叔冀、鲁炅先与史思明交战，双方被杀伤的人数几乎相等，鲁炅中流矢受伤退出战斗。郭子仪率部在后，还未来得及布阵，突然大风突起，吹沙拔木，天地晦暗，即使近在咫尺却看不清。唐军与叛军都大惊，各弃兵仗辎重，唐军向南、叛军向北面溃退，唐军各部相继引还。郭子仪退守河阳后，肃宗任命郭子仪为东都留守，东京畿、山南东道、河南等道行营元帅。观军容鱼朝恩一直妒忌郭子仪，趁机把相州之败的责任推到郭子仪身上，并在肃宗面前进谗言，肃宗将郭子仪召还京师，任命赵王李系为天下兵马元帅，李光弼为副帅代领朔方节度使，郭子仪的兵权虽被剥夺，但仍以大局为重，忠心于朝廷。
肃宗任命郭子仪为邠宁、鄜坊两道节度使，但仍将其留在京师，在百官的要求下，肃宗准备命令郭子仪带兵出征。肃宗任命郭子仪为诸道兵马都统，命其率英武、威远等军以及河东、河西诸军攻取邠宁、朔方、大同、横野，然后再取范阳，但被鱼朝恩阻挠破坏。李光弼、仆固怀恩等兵败邙山，史思明再次攻陷洛阳，朔方诸军都统李国贞、河东节度使邓景山相继被杀。朝廷害怕这两支军队与叛军联合，于是起用郭子仪为朔方、河中、北庭、潞、仪、泽、沁等州节度行营，兼兴平、定国等军兵马副元帅，进封汾阳郡王，驻守绛州。
唐肃宗病重，不见百官，郭子仪请求道：“老臣接受任命，将要死在外地，不见到陛下，死也不能瞑目。”肃宗命人将其请入卧室，道：“河东的事情全都拜托你了。”并赐他御马等物。郭子仪到达治地后，诛杀为首作乱的王元振等几十人，新任河东节度使辛云京也处死作乱者，各地将领尽皆恐惧，不再敢作乱。
唐代宗能即位，宦官程元振自认为有拥立之功，担心老将难以制服，多次离间诬陷。郭子仪被罢免副元帅之职，而加实户七百，再失兵权，充任肃宗山陵使，督建皇陵。郭子仪将肃宗所赐的诏书一千余件全部呈给代宗，以表明自己的忠心，代宗看后，安慰郭子仪道：“使重臣忧虑，我很惭愧，从今后您不要担心。”此时，史朝义仍占据洛阳，代宗欲派郭子仪与雍王李适率军东征，由于鱼朝恩、程元振的谗言，代宗最终放弃了这个打算。
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