Đường Túc Tông đã nhờ sự trợ giúp của kỵ binh người Hồi Hột để đánh bại quân Yên, chiếm lại hai kinh thành. An Khánh Tự thua trận và phải chạy thoát thân, nhưng vẫn còn giữ được tàn quân, chiếm cứ bảy châu và hơn 60 thành ở phía bắc Hoàng Hà. Nhưng bản thân An Khánh Tự thì ngày ngày chìm trong tửu sắc, hưởng lạc liên miên không dứt, bọn thuộc hạ thì tranh quyền đoạt lợi, còn Sử Tư Minh thì đầu hàng nhà Đường.
Đến tháng 9 năm 758, Đường Túc Tông điều động Quách Tử Nghi cùng tám vị Tiết độ sứ, tập hợp 20 vạn đại quân để thảo phạt An Khánh Tự. Tuy nhiên, Hoàng đế lại không chọn ra một người làm chủ soái tối cao, mà lại trao quyền cho hoạn quan Ngư Triều Ân, giữ chức Quan quân dung sứ, được quyền giám sát toàn bộ cuộc chiến.
Quách Tử Nghi xuất binh liên tiếp giành được thắng lợi, chẳng mấy chốc đã bao vây Nghiệp Thành. An Khánh Tự hoàn toàn bó tay hết cách, bèn phái Tiết Tung đi cầu cứu Sử Tư Minh, và hứa rằng nếu đánh bại được quân Đường thì sẽ nhường ngôi hoàng đế cho hắn.
Thế là Sử Tư Minh lại một lần nữa tạo phản chống lại nhà Đường, hắn nhanh chóng tập kết 13 vạn quân, kéo đến cứu Nghiệp Thành. Sau khi chiếm được thành Ngụy Châu, Sử Tư Minh tự xưng là Đại Thánh Yên Vương. Có lẽ Sử Tư Minh muốn quân Đường và An Khánh Tự đánh nhau đến mức lưỡng bại câu thương, để hắn có thể ngư ông đắc lợi. Vậy nên đại quân của Sử Tư Minh đóng trại cách quân của An Khánh Tự khoảng chừng ba mươi dặm.
Lý Quang Bật cho rằng quân Đường cần chủ động đối chiến với Sử Tư Minh, đồng thời gấp rút tấn công Nghiệp Thành. Với số binh mã hùng hậu của nhà Đường khi ấy, lại thêm chín vị Tiết độ sứ đều là những người tinh thông binh pháp, kế sách này là hoàn toàn khả thi. Thế nhưng quyền chỉ huy tối cao lại nằm trong tay của hoạn quan Ngư Triều Ân. Ngư Triều Ân thì nhất quyết không đồng ý, nên kế hoạch này rốt cuộc cũng không được thi hành.
Quách Tử Nghi sử dụng kế thủy công, ông cho đào mở nước sông Chương Hà để dẫn ngược vào Nghiệp Thành. Lúc này trong Nghiệp Thành, nước giếng và nước suối đều tràn lên, lương thực thì đã bị ăn hết sạch, binh lính và dân chúng chỉ còn biết ăn thịt chuột. Một con chuột có thể bán tới bốn nghìn tiền. Những viên đất dùng để xây tường vốn được trộn bằng vỏ trấu với bùn đất, thì người ta phải dùng nước để rửa sạch bùn, rồi chọn lấy vỏ trấu để ăn. Trong phân ngựa cũng lọc ra các sợi thực vật để đem đi nuôi ngựa.
Trong tình thế ấy, nếu quân Đường xả bớt nước sông Chương Hà rồi phát động tổng công kích, thì hoàn toàn có thể dễ dàng giành thắng lợi. Thế nhưng chín vị Tiết độ sứ vốn không thuộc quyền chỉ huy của nhau, không có một chủ soái ra lệnh, nên họ không phối hợp tiến công. Họ đều chỉ ngồi chờ cho An Khánh Tự hết lương thảo. Thế nhưng Sử Tư Minh lại liên xuất binh đánh tập kích quân Đường, cướp đoạt lương thảo, cuối cùng thì chính quân Đường cũng bắt đầu thiếu hụt lương thực.
Ngày 6 tháng 3 năm 759, hai bên bày trận quyết chiến. Quân Đường có 60 vạn kỵ binh và bộ binh, đối đầu với 5 vạn quân của Sử Tư Minh. Mặc dù có tới 60 vạn quân, nhưng bên phía quân Đường lại không có một thống soái tối cao. Đang lúc giao chiến giằng co, bỗng nhiên cuồng phong nổi lên khắp trời, cát bay đá chạy, đưa tay ra trước mặt cũng không thấy năm ngón. Cả hai bên đều vô cùng hoảng sợ, quân Đường thì tan vỡ bỏ chạy tứ tán.
Các Tiết độ sứ của quân Đường không rút về doanh trại đóng quân mà lại chạy thẳng về phiên trấn riêng của họ. Quách Tử Nghi thấy thế cục như vậy, chỉ còn cách lui về cố thủ ở Lạc Dương. Vậy là Sử Tư Minh đã phá được vòng vây ở Nghiệp Thành.
Sau lần thua trận ấy, Ngư Triều Ân đổ hết mọi tội lỗi lên đầu Quách Tử Nghi. Thế là Quách Tử Nghi bị bãi chức và bị điều về Trường An.
Sau chiến thắng, Sử Tư Minh không vào thành để gặp An Khánh Tự. An Khánh Tự thì lo sợ hoang mang, thế là hắn bỏ danh hiệu hoàng đế, tự xưng thần với Sử Tư Minh, và nói rằng chỉ cần Sử Tư Minh giải giáp rồi tiến vào Nghiệp Thành, An Khánh Tự sẽ dâng lên ngọc tỷ của hoàng đế.
Sử Tư Minh nói rằng: “Ta cũng chẳng muốn đoạt lấy ngôi hoàng đế của ngươi. Ta chỉ muốn ngươi, ta và Đại Đường — tạo thành ba thế lực như thế chân vạc, chúng ta cùng nhau liên thủ chống lại nhà Đường”.
An Khánh Tự tưởng thật, nên đã dẫn theo ba trăm kỵ binh đi gặp Sử Tư Minh. Nhưng khi đến nơi, Sử Tư Minh bất ngờ trở mặt, quát rằng: “Ngươi là kẻ làm con, cớ sao lại giết cha mình?” Nói rồi, Sử Tư Minh lập tức hạ lệnh chém đầu An Khánh Tự và đám thuộc hạ đi theo. Bị xử chém còn có 4 người em của An Khánh Tự, mưu sĩ Cao Thượng, Tôn Hiếu Triết — kẻ từng đánh vào Trường An năm trước — và Thôi Kiền Hữu, người đã đánh bại Ca Thư Hàn. Tất cả đều bị xử trảm.
Sử Tư Minh để con trai là Sử Triều Nghĩa trấn giữ Nghiệp Thành, còn bản thân hắn thì quay về Phạm Dương rồi xưng đế, quốc hiệu vẫn là nước Đại Yên.
Triều đình nhà Đường bổ nhiệm Lý Quang Bật tiếp quản quân đội của Sóc Phương, trấn thủ ở Lạc Dương. Đến tháng 9 năm 759, Sử Tư Minh chia quân làm 4 đường, tấn công Lạc Dương. Lý Quang Bật không giữ được kinh thành, phải rút về cố thủ ở Hà Dương, tức là huyện Mạnh, Hà Nam. Hai bên giằng co suốt hơn một năm, trong thời gian ấy, Lý Quang Bật liên tiếp bày ra nhiều kỳ kế, khiến Sử Tư Minh tiến thoái lưỡng nan.
Hai bên giằng co cho đến tháng 2 năm 761, có người nói rằng: đám quân phản loạn đang cố thủ Lạc Dương, họ phần lớn đều là người Phạm Dương, ai nấy đều mong sớm được trở về quê, nếu quân Đường tấn công thì ắt sẽ giành thắng lợi. Giám quân Ngư Triều Ân cũng cho là đúng, nên Đường Túc Tông hạ lệnh cho Lý Quang Bật dẫn quân xuất kích.
Nhưng Lý Quang Bật cho rằng: “Giờ vẫn chưa phải lúc. Lũ nghịch tặc nhuệ khí đang thịnh, cần phải đợi thêm”.
Phó tướng Bộc Cố Hoài Ân vốn từng bị Lý Quang Bật trị quân nghiêm khắc, lại từng suýt bị xử chém một lần, nên trong lòng vừa sợ vừa oán. Vì thế, Bộc Cố Hoài Ân đã phụ họa theo ý của Ngư Triều Ân. Khi chiếu chỉ được ban xuống, Lý Quang Bật không còn cách nào khác, đành phải chỉnh đốn binh mã để xuất kích.
Khi xuất binh, Bộc Cố Hoài Ân lại không tuân theo quân lệnh, khiến quân Đường đại bại ở Mang Sơn. Quân Đường phải rút lui, ngay cả Hà Dương cũng lọt vào tay giặc.
Sử Tư Minh muốn nhân đà thắng lợi mà tiến quân về phía tây, một lần nữa tấn công Đồng Quan. Nhưng đúng lúc ấy lại xảy ra một biến cố lớn. Con trai Sử Tư Minh là Sử Triều Nghĩa vốn được lệnh đi đánh Thiểm Châu, tức huyện Thiểm của Hà Nam ngày nay, thế nhưng Sử Triều Nghĩa liên tiếp thua trận.
Sử Tư Minh vốn thương yêu người con trai nhỏ là Sử Triều Thanh, nên muốn phế truất Sử Triều Nghĩa để lập Sử Triều Thanh làm Thái tử. Ý định ấy bị Sử Triều Nghĩa biết được. Vì vậy, vào tháng 3 năm 761, Sử Triều Nghĩa phát động binh biến, giết chết Sử Tư Minh, đồng thời phái người đến Phạm Dương để giết luôn em trai là Sử Triều Thanh.
Theo chính sử, Sử Triều Thanh là một kẻ cực kỳ tàn bạo và hoang dâm, chẳng khác gì bạo quân Cao Dương của nước Bắc Tề khi trước. Sau khi Sử Triều Nghĩa giết cha, thì các tướng lĩnh của nước Yên đều là những người từng theo An Lộc Sơn làm phản từ trước, trong thâm tâm họ coi thường Sử Triều Nghĩa. Vậy nên các tướng chỉ duy trì một mối quan hệ thần phục bề ngoài cho có lệ mà thôi.
Ở phía Đại Đường lúc này cũng xảy ra biến cố. Ngày 5 tháng 4 năm 762, Đường Huyền Tông băng hà, chỉ mười ba ngày sau, Đường Túc Tông cũng băng hà. Sau đó, Thái tử Lý Dự lên ngôi, tức là Đường Đại Tông. Thái tử Lý Dự vốn có tên là Lý Thục, ông từng được phong làm Quảng Bình vương. Về sau, khi khôi phục được Trường An vào năm 757, Đường Túc Tông đổi niên hiệu từ Chí Đức sang Càn Nguyên, đồng thời đổi tên Lý Thục thành Lý Dự.
Đăng Lý khả hãn của người Hồi Hột nghe tin rằng hai vị hoàng đế nhà Đường liên tiếp băng hà, cho rằng đây là cơ hội, nên khả hãn đã dẫn quân xuống phía nam, ý đồ dòm ngó vùng Trung Nguyên. Đăng Lý khả hãn từng cưới con gái của Bộc Cố Hoài Ân. Vì vậy, Đường Đại Tông đã phái Bộc Cố Hoài Ân đến gặp mặt khả hãn để thương nghị. Đăng Lý khả hãn bị thuyết phục, nên đã dâng biểu xin được giúp nhà Đường thu phục Lạc Dương.
Bộc Cố Hoài Ân dùng quân Hồi Hột làm lực lượng tiên phong, phối hợp với quân của Lý Quang Bật và Lý Bão Ngọc. Cuối cùng, vào tháng 10 năm 762, họ đã đại phá mười vạn quân của Sử Triều Nghĩa tại Lạc Dương.
Nhưng lần này, sau khi người Hồi Hột tiến vào Lạc Dương, chúng lại một lần nữa ra sức cướp bóc. Khi ấy, rất nhiều thiện nam tín nữ chạy vào trú ẩn trong hai ngôi tự viện lớn của Lạc Dương: một là Bạch Mã Tự, một là Thánh Thiện Tự. Người Hồi Hột phóng hỏa thiêu rụi cả hai chùa, lửa cháy suốt mười ngày không dứt.
Sử Triều Nghĩa chạy lên phía bắc đến Mạc Châu, nay thuộc Nhậm Khâu của Hà Bắc. Nhưng lúc này, tình cảnh của Sử Triều Nghĩa hết sức thê thảm, thuộc hạ thì tạo phản, người thân tín thì bỏ đi, các tướng dưới quyền lần lượt dâng đất, xin đầu hàng nhà Đường. Đến tháng giêng năm 763, Sử Triều Nghĩa định trốn về Phạm Dương, nhưng viên tướng trấn giữ Phạm Dương là Lý Hoài Tiên đã ra tay giết chết Sử Triều Nghĩa. Từ đây, loạn An Sử kéo dài tám năm ròng rã mới coi như được dẹp yên.
Trong việc bình định cuộc phản loạn của An Lộc Sơn và Sử Tư Minh, công lao của Quách Tử Nghi và Lý Quang Bật là lớn nhất. Giới sử học xưa nay đều xem hai người là đại công thần hàng đầu trong việc khôi phục cơ nghiệp nhà Đường.
