但是，在這個至關緊要的時刻，昏庸的唐玄宗卻聽不進郭子儀的正確意見，而對楊國忠的瞎指揮，亂參謀卻言聽計從。結果造成潼關失守。叛軍從困境中得以解脫，使戰局急劇惡化。
當時駐守潼關的哥舒翰是位突厥人。立過許多戰功，擔任過隴右和河西兩鎮的節度使。此時由於年老多病，已回長安居家休養。安祿山叛軍進逼潼關時，唐玄宗為了借重哥舒翰的威名嚇走敵人，就任命他為天下兵馬副元帥(元帥由太子李亨掛名)，領兵禦敵。哥舒翰推辭不準，隻得抱病出征，把軍隊駐紮在潼關一帶。他十分清楚，自己帶領的十幾萬唐軍，不過是一群烏合之眾，並不能打硬仗，守住潼關就不錯了。因此采取以守為攻的穩妥之計，潼關守得很好。楊國忠看到哥舒翰兵權在握，怕對自己造成威脅，權勢不保，於是插手哥舒翰的作戰指揮。楊國忠密奏唐玄宗，派使者催促哥舒翰速出潼關，收複陝郡、洛陽。哥舒翰明知這樣蠻幹，隻能招致失敗，可是又不能違抗聖旨，他失聲痛哭一場後，懷著視死如歸的悲痛心情，領兵出了潼關。在靈寶縣西南中了叛軍的埋伏。幾場苦戰下來，葬送了十幾萬唐軍的性命，哥舒翰被殺，潼關失守。京城長安暴露在叛軍的麵前，已經岌岌可危了。
唐玄宗知長安不保，聽信了楊國忠的建議，奔向四川逃跑。第三天，唐玄宗一行走了100多裏路，來到馬嵬驛。憤怒的士兵殺死了禍國殃民的楊國忠。龍武大將軍陳玄禮對唐玄宗說：“士兵們殺了楊國忠，不把貴妃正法，他們就無心保駕了。”眾怒難犯，自己的安危就在片刻之間，於是玄宗不得不忍痛割愛，將楊貴妃賜死。馬嵬驛嘩變平息下來後，唐玄宗繼續向西南逃難。百姓上路攔駕，請求玄宗留下來率領人民討伐叛賊。玄宗無奈，隻得分出2000人馬留給太子李亨，讓他主持軍事，留下來平叛。朔方鎮的留守官員勸李亨稱帝，以便號令全國。天寶十五年(756年)七月，李亨在靈武(今寧夏回族自治區靈武縣)即位，是為唐肅宗。
收複兩京重整河山
唐朝稱長安為西京，洛陽為東京，首都設在西京長安。安史之亂爆發後，叛軍很快攻占了東都洛陽。安祿山看到洛陽宮闕尊雄，心情急欲僭號。第二年正月便僭稱雄武皇帝，國號燕，建元聖武。封他的兒子安慶緒為晉王，安慶和為鄭王。任達奚殉為左相，張通儒為右相，嚴莊為禦史大夫，還設置了百官。潼關失守後，安祿山還沒有到長安，士民就逃入山穀，宮嬪哭著散匿逃亡，將相府第之家委棄的寶貨不可計數，不逞之徒成群結隊爭搶財物，一連幾日都搶不完。又剽掠政府盈庫，百司帑藏，搶完便放火燒毀其餘的財物。安祿山到長安，大怒，便大規模搜索了3天，民間的財產也全部進行搶掠，百姓更加騷動不安。安祿山怨恨他留在長安的兒子安慶宗被殺。便取皇帝的近屬霍國長公主、諸王的妃妾、子孫姻婿等100多人全部害死，用來祭祀安慶宗。朝中群臣隨從天子走的，誅滅其宗族。
京城長安是唐朝政治、經濟和文化的中心。洛陽是陪都，在政治和軍事上也很重要。叛軍占領長安、洛陽後，整個局勢急轉直下，朝廷危在旦夕。收複兩京對挽救危局具有重大的政治意義。
肅宗即位後，便圖謀收複兩京，詔令郭子儀班師。八月，郭子儀與李光弼率領步兵騎兵5萬人從河北來到靈武。這時，新的朝廷剛建立，軍兵少而且弱。及郭子儀、李光弼全軍來到皇帝的行在，軍聲遂振，興複之勢才形成，人民才覺得有所希望。肅宗任命郭子儀為兵部尚書、同中書門下平章事(宰相)，依舊兼任靈州大都督府長史、朔方軍節度使。肅宗檢閱六軍，到彭原郡時，宰相房珀請求領兵1萬人，自己任統帥去討伐賊兵收複長安。皇帝平常就很重用房官，同意了他的請求。軍隊開到陳濤時，被賊兵打敗，喪師殆盡。剛要進行討伐，軍隊就喪失一半，隻有依靠郭子儀的朔方軍作為國家的根本了。
唐肅宗求勝心切，以“克城之日，土地、士庶歸唐，金吊、女子皆歸回紇”的無恥條件，向回紇借兵15萬。並且任命自己的兒子李做為天下兵馬大元帥，郭子儀為副元帥。他深知李椒也隻配當個掛名元帥。懇切地囑托郭子儀要全力以赴。郭子儀答道，自己準備破釜沉舟，不滅叛軍，以死謝罪。
郭子儀從房官的失敗中吸取了教訓，認為要收複兩京，必須先奪潼關，攻入陝州(今河南陝縣)，擊潰潼、陝之間的叛軍，截斷叛軍的後路，然後才能直取長安。唐肅宗同意這個意見，命令唐軍按照郭子儀的軍事部署去奮勇雄鬥。
賊將崔乾柘據守潼關。郭子儀在潼關大破賊兵，崔乾柘退到蒲州據守。這時，永樂尉趙複、河東司戶韓曼、司土徐炅、宗子李藏鋒等人，被賊兵關押在蒲州，四人密謀等王師來到時為內應。及郭子儀進攻蒲州，趙複等人殺死守城的賊兵，打開城門迎郭子儀進城。崔乾祜逃到安邑，安邑的百姓假裝投降，崔乾枯的軍隊進城門快一半時，城上的懸門落下，打擊賊兵，崔乾柘沒有進入城門，才得以脫身東逃。郭子儀遂收複陝郡的永豐倉。從此潼、陝之間不再有賊寇抄掠。
公元757年，安史內訌，安祿山被帳下李豬兒殺死。李豬兒幼年時就開始侍奉安祿山。成為閹人後，對他更加親敬。安祿山反叛後，由於著急上火眼就瞎了，不久又得了疽疾，更加急躁，左右侍奉的人，稍不如意，即被鞭撻。李豬兒被侮辱的次數更多。嚴莊雖然是親信，也時常遭到鞭笞奚落，所以二人非常怨恨安祿山。安祿山僭號後，寵幸段夫人，愛她的兒子安慶恩，欲立他為太子。安慶緒頗有所聞，很是畏懼。嚴莊也怕變難一起對自己不利，便私下對安慶緒說：“君聽說過大義滅親嗎？自古就有不得已而為者。”安慶緒暗中曉示說：“對。”嚴莊又對李豬兒說：“你侍奉君上的罪可數嗎？不行大事，離死沒有多少日子！’’遂與他定謀。至德二年正月初一，安祿山詔見群臣，瘡痛很重，草草罷朝。這天夜裏，嚴莊、安慶緒手持兵器在門外把守，李豬兒進入帳下，用刀捅了安祿山的腹部。安祿山眼睛看不見，摸不著佩刀，手擊幄柱呼道：“是家賊！”一會兒腸子潰流在地，隨即死了。矯稱安祿山傳位給安慶緒，仍偽尊他為太上皇。
安祿山死，朝廷想要大舉進攻。詔令郭子儀率軍直趨京師。軍隊在譎水西，與賊將安太清、安守忠戰鬥，唐軍失利，部隊潰敗。郭子儀退保武功，來到朝堂請罪。九月，隨從廣平王李做(即李豫)率蕃漢軍隊15萬進攻長安。回紇派遣葉護太子率領J～000騎兵幫助唐朝討賊。郭子儀與葉護太子在宴會上親近修好，共同發誓要平定國難。郭子儀與賊將安守忠、李歸仁在京西香積寺之北戰鬥，從午時至酉時，斬賊首6萬級。賊將張通儒放棄長安，逃到陝郡。第二天，廣平王李叔進入京師，城中老幼百萬人，夾道歡呼，流著淚說：“沒有想到今天又見到官軍。”肅宗在鳳翔聽到捷報，群臣稱賀。
郭子儀收複了都城長安後，又奉命率軍乘勝東進，攻打洛陽。洛陽守將安慶緒聽說唐軍前來攻城，慌忙派大將莊嚴、張通儒帶領15萬大軍前去迎戰。叛軍在新店(河南省郟縣西)與唐軍相遇。新店地勢險要。叛軍依山紮營，居高臨下，形勢對唐軍非常不利。
郭子儀趁叛軍立足未穩之機，選派2000名英勇善戰的騎兵，向敵營衝殺過去，又派了1000名弓箭手埋伏山下，再令協助作戰的回紇軍從背後登山偷襲，自己則親率主力與叛軍正麵交戰。戰鬥打響之後，郭子儀佯裝敗退。叛軍傾巢出動，從山上追趕下來。這時，突然殺聲如雷，唐軍埋伏的弓箭手像神兵一般從天而降，萬箭齊發，無數的箭簇像雨點一樣射向敵群。郭子儀又殺了個回馬槍。這時，叛軍的背後又傳來高呼聲：“回紇兵來了，快投降吧！”叛軍前後被圍，左右遭打。在唐軍和回紇軍的夾擊之下，被打得一敗塗地。莊嚴逃回洛陽，同安慶緒一起棄城北走，官軍一舉收複洛陽。
郭子儀因功封為代國公。不久，郭子儀入朝，肅宗慰勞他說：“雖吾之家國，實由卿再造。”郭子儀頓首感謝。
公元758年九月，唐肅宗命郭子儀與河東節度使李光弼、關內節度使王思禮、北庭行營節度李嗣業、襄鄧節度使魯炅、荊南節度使季廣琛、河南節度使崔光遠、滑濮節度許叔冀、興平節度李奐等九節度使60萬軍隊圍攻相州，討伐安慶緒。皇帝因郭子儀、李光弼都是國家的元勳，難以相互統屬，所以不設立元帥，隻用宦官魚朝恩為觀軍容宣慰使。
從洛陽逃到相州的安慶緒，明知已被唐軍困於死地，便以讓皇帝位為代價，向史思明求救，史思明率5萬精兵殺來。
以九節度使的兵力本來可以一舉滅敵，但群龍無首，諸將各自為戰，互不統屬。魚朝恩是監督和操縱九節度使最高官職人員，但他根本不懂兵法，不知用兵。這次聯軍戰鬥唐軍損失嚴重，戰馬萬匹，隻剩三千，刀槍十萬幾乎全部丟掉。
宦官魚朝恩一向忌妒郭子儀，便把相州失利的責任推到郭子儀身上。唐肅宗不明是非，信以為真，便削了郭子儀的兵權，以李光弼代替郭子儀的職務。
上兀三年二月，河東發生叛亂，殺死統帥李國貞，太原節度鄧景山也被部下所殺，朝廷對此很憂慮。而後輩的將帥沒有能力彈壓，勢不得已，遂起用郭子儀出鎮絳州(今山西新絳)。三月，郭子儀辭朝赴鎮，肅宗身體不適，沒有見一個朝臣。郭子儀請求說：“老臣受命，將死於外；沒有見到陛下，是會死不瞑目的。”皇帝將他引到臥室內，對郭子儀說：“河東的事情，全都委托給卿了。”郭子儀嗚咽流涕而出。郭子儀來到絳州，擒拿殺害李國貞的賊首王元振數十人，將他們處死。太原的辛雲京聽說郭子儀誅殺王元振，也將殺害鄧景山的人誅殺，從此河東諸鎮將帥皆遵奉國法。
公元762年四月，李豫即位。內官程元振當權，認為郭子儀功高難製，巧行離間之計，奏準罷免郭子儀副元帥之職，讓他充任肅宗的山陵使，督工皇陵的建造。
史思明在相州替安慶緒解了圍，自認為立了大功，要和安慶緒平分兵權。安慶緒不答應，史思明就把他殺了，吞並了他的軍隊，回到範陽，自稱大燕皇帝。他聽說郭子儀被奪去兵權後，於759年五月，從李光弼手中，奪取了洛陽，占據洛陽不久，就被自己的兒子史朝義殺死了。
陷於內憂外患之中的唐代宗李豫，在危亡麵前，不得不啟用郭子儀，他任命雍王李適(即後來的德宗)為統兵元帥，郭子儀為副元帥，又向回紇借兵10萬，攻打洛陽。史朝義敗走莫州(今河北任丘北)。史朝義的部下田承嗣、李懷仙等見大勢已去，遂率部向官軍投降。公元763年正月，史朝義看到眾叛親離，走投無路，便上吊自殺。至此延續了7年零3個月的安史之亂才算完全平定。
安史之亂使唐朝由盛轉衰，國力虛弱。由於討伐北方叛軍的需要，西部的軍隊，大部被撤走調離。吐蕃乘虛深入內地，大舉攻唐，占領了陝西鳳翔以西、鄰州以北的10幾個州。763年十月，又占領了奉天(今陝西乾縣)，很快打到長安城下，嚇得代宗逃到陝州避難。於是，吐蕃兵占領了長安。他們把唐宗室廣武王李承宏立為皇帝，當自己的統治工具。縱兵焚掠，長安洗劫一空。
朝廷在沒有什麼別的禦敵之計的情況下，急忙下詔拜郭子儀為關內副元帥。郭子儀接到詔書時，隻有騎兵20人。他從洛陽到武關，才收拾散兵遊勇4000餘人。到達陝西藍田時，各路勤王之師才相繼到達。為了共赴國難，共雪國恥，收複京城，各路大軍都表示願意接受郭子儀的統一指揮。
郭子儀分析了敵強我弱，敵眾我寡的形勢後，采取聲東擊西、虛張聲勢之計。他派羽林軍大將長孫全緒，帶領200輕騎，到藍田城北麵，白天擂鼓呐喊，夜晚燃起火把，牽製吐蕃兵力。佯作向藍田城東進軍的姿態。暗中親率主力殺向藍田城西。與此同時，他又派遣禁軍將領王甫潛入長安，暗中連結京城中的少年豪俠作為內應。郭子儀迅速集中兵力，奮勇攻擊，打得吐蕃措手不及。吐蕃兵直向藍田城東衝殺，撲了空，方知中計，嚇得驚惶失措。這時，京城中的內應，此起彼伏高喊：“郭令公(指郭子儀)親率大軍來了！”吐蕃兵陷入四麵楚歌之中，不戰而走，慌忙逃離。