二月二十三日，唐军抵达洛阳城北邙山。李光弼命令队伍凭借险要的地势排开阵形，仆固怀恩却把战阵布在平原之地，李光弼劝他说，依险而陈，进可以攻，退可以守；若于平原布阵，万一失利，就无退路了，史思明之流虽然是叛将，但是实力却不小，不可小视。仆固怀恩很是不愿意。就在唐军立足未稳之际，史思明发动突然进攻，唐兵大败，死伤数千人，武器军资也损失殆尽。李光弼、仆固怀恩渡过黄河，退保闻喜；鱼朝恩、卫伯玉奔回陕郡；留守河阳的李抱玉也放弃了河阳城的防守逃离了河阳城。河阳、怀州再入敌手。史思明乘胜想要西攻潼关，让史朝义带兵为先锋，进逼陕城。唐廷震惊万分，为确保潼关、长安的安全，急忙增兵陕城。战争的情势一下子变得对官军非常不利。幸亏叛军再起内讧，这才放慢了进攻的步伐。
原来史思明为人多疑，残忍嗜杀，部下稍稍不如他的意，动辄就将部下九族宗亲统统诛杀掉，因而人人都不能自保。史朝义是史思明的长子，经常跟随史思明带兵，非常谨慎，爱惜士兵，将士们大多拥戴史朝义，拥护他的号召，服从他的命令，但史朝义没有得到史思明的宠爱。史思明偏爱小儿子史朝清，派他镇守范阳，经常想杀掉史朝义，立史朝清为太子，史思明的打算时不时被他的随从走漏了风声。史思明已经击败李光弼的军队，打算乘胜西进入关，于是派遣史朝义率兵作为前锋，自北道袭击陕城，史思明亲率大军自南道进攻。
三月初九，史朝义军至礓子岭，遇到了唐朝卫伯玉军的顽强反击而失败。史朝义数次进攻，均被卫伯玉打败。史思明退守永宁，归罪于史朝义临阵胆怯，史思明说：“史朝义终究不能成就我的大事！”打算按军法斩杀史朝义及诸位将领。
十三日，史思明命令史朝义修筑三隅城，准备存贮军粮，限期一天。史朝义修筑完毕，还没有抹好泥，史思明来督察时，破口大骂史朝义，指责他办事不力，命令随从骑在马上监督抹泥，立刻完成。史思明又说：“等攻克陕州，终究要杀掉史朝义。”史朝义十分害怕，不知如何是好。
史思明在鹿桥驿，命令心腹曹将军率军值班，维护安全。史朝义在旅馆住宿，其部将骆悦、蔡文景劝史朝义说：“我们与您已经死到临头了！自古就有废立君王之事，请您召见曹将军，共议大事。”史朝义不知道该怎么办，低着头不言不语。骆悦等人又说：“您如果不答应的话，我们现在就投降李氏，那么您也就完了。”史朝义哭着说：“请各位一定慎重处理好此事，千万不要以此而惊动了我父亲！”骆悦等人就命令许叔冀的儿子许季常召见曹将军，把整个计划告诉了他。曹将军知道诸位将领都对史思明非常不满，早就想将他杀掉，担心自己受害，只得答应。当天傍晚，骆悦等人率领史朝义的士兵三百人，全副武装来到驿站，值班的卫兵颇觉奇怪，但他们害怕曹将军，不敢与史朝义的士兵动手。骆悦等人带兵闯入史思明的卧室，正碰上史思明上厕所了，于是问他身边的人，还没有等他们开口回答，骆悦已经杀掉几个人，史思明身边的人急忙向骆悦等人告知了史思明的去向。史思明听到情况有变，跳墙来到马厩里，自己骑马逃跑。骆悦的侍从周子俊发箭，射中手臂，史思明落下马来，于是被他们捉住。史思明问道：“谁人胆敢来暗害于我？”骆悦回答说：“奉怀王史朝义的命令。”史思明说：“早晨我说话一时失口，应该得到如此下场。但是我现在还不能死，我还有利用价值，为什么不等到我们的军队攻陷了长安以后再把我杀死呢！现在杀我就不能成就大业了。”骆悦等人将史思明押送柳泉驿，囚禁起来，然后回去报告史朝义说：“大事已毕。”史朝义说：“没有惊吓我父亲吗？”骆悦回答说：“没有。”当时周挚、许叔冀率领后军驻扎于福昌，骆悦等人叫许季常将他们已将史思明制服一事告诉了周挚，周挚得知此事后惊吓过度，当场昏倒在地。史朝义率领军队回来，周挚、许叔冀迎接，骆悦等人劝史朝义拿下周挚，把他杀掉。军队至柳泉，骆悦等人担心众心不一，于是勒杀史思明，并将他的尸体用毡毯包裹起来，用骆驼运回了洛阳城。
接着史朝义即皇帝位，改元显圣。史朝义秘密地派人赶到范阳，将他的亲生弟弟史朝清以及反对他的几十人统统杀死，引发了一场逆党自相残杀的丑剧。
经数月火并，死伤数千人，内乱才稍加平定。史朝义以李怀仙为范阳尹，燕京留守。但是洛阳四周叛军节度使多为安禄山旧将，并不服从史氏指挥，史朝义对于这种情况也无可奈何。经过这场内讧，叛军实力大大削弱。
然而，邙山之败也使唐军受到重创，一时难以对叛军发动有效的进攻。李光弼上书皇帝，请求皇帝贬他的官职以对这次邙山之败负责，肃宗制以开府仪同三司、侍中、领河中节度使。不久，又重新任命李光弼为河南副元帅、太尉兼侍中，都统河南、淮南东西、山南东、荆南、江南西、浙江东、西八道行营节度，出镇临淮。八月，赴河南行营。在此期间，唐军与敌数有交锋，取得一些局部上的胜利，但形势仍然不容乐观。
宝应元年（762年），肃宗崩，代宗即位，重新起用郭子仪为都知朔方、河东、北庭、潞、仪、泽、沁、陈、郑等节度行营及兴平等军副元帅。郭子仪从河东入朝，于是保住了京师长安。又派中使出使回纥搬兵，登里可汗见唐新遭大丧，内地州县又一片萧条，很有些瞧不起唐朝的意思，态度很不恭敬。由于仆固怀恩之女嫁给了登里可汗，经仆固怀恩出面劝说，基于联姻的原因，登里可汗这才勉强同意出动兵马，帮助唐朝对付叛军。
十月，代宗以子雍王李适为天下兵马元帅，十六日，从长安出发，与诸道节度使及回纥兵会合于陕州，一起讨伐史朝义的军队。代宗原想以郭子仪为副元帅，由于遭到宦官程元振、鱼朝恩的阻挠，只好改用仆固怀恩领诸军节度行营，成为实际的统帅。
二十三日，会合于陕州的各路人马开始出发。雍王留镇陕州；仆固怀恩与回纥左杀为前锋；陕西节度使郭英义、神策观军容使鱼朝恩负责巩固后方的阵地，从渑池方向发动进攻；潞泽节度使李抱玉从河阳方向发动进攻；河南等道副元帅李光弼从陈留方向向史朝义的部队发起进攻。各路大军从东、南、西三面合围洛阳的史朝义。
史朝义听说官军马上要攻打过来，便和诸将商议如何应付。阿史那承庆说：
“如果唐朝单独率领军队前来，就应当率领全军和他们决一死战。如果与回纥军队共同前来，他们的力量会非常强大，不太好对付，我们就应该退守河阳，避其锋芒。”史朝义没有听从阿史那承庆的建议。
二十七日，官军到达洛阳北郊，分兵取怀州。
二十八日，官军攻取怀州。
三十日，唐朝的军队在横水附近摆开阵势，准备发动攻击。数万叛军，设置栅栏，各自固守。仆固怀恩在西原列阵抵挡叛军，另外派遣精锐的骑兵部队与回纥军队出南山攻到栅栏东北，内外齐力，叛军大败。史朝义率领所有精锐部队十万人前去救援，在昭觉寺布阵，官军火速冲击敌阵，杀伤很多敌军，但贼军阵势仍然没有动摇。鱼朝恩派遣射生军五百人奋力冲杀，虽然叛军死者甚多，但阵势还是未乱。镇西节度使马璘说：“现在情况非常严峻了，正是千钧一发的时刻！”于是单枪匹马冲入敌阵，夺得叛军两块盾牌，突入千军万马之中。叛军纷纷向后退，唐军乘机突入敌阵，叛军大败。双方又在石榴园、老君庙等地展开了激烈的战斗，叛军又遭惨败，人马互相践踏，填满了尚书谷。官军杀死六万人，俘虏两万人，史朝义仅率领数百名轻骑向东逃窜。仆固怀恩继续进攻，占领了东京洛阳城和河阳城，擒获史朝义的中书令许叔冀、王仙等人。仆固怀恩遵照代宗的指示将他们释放了。仆固怀恩留在河阳回纥可汗的营帐中，派他的儿子右厢兵马使仆固玚以及朔方兵马使高辅成率领一万余人乘胜追击史朝义。他们的部队到达郑州时，和叛军展开了激烈的交锋，都取得了胜利。史朝义逃奔汴州，他的陈留节度使张献诚紧闭城门，拒绝他进城，史朝义又逃奔濮州，张献诚打开城门出城向官军投降。
十一月，史朝义率领他的残余部队从濮州渡过了黄河，唐朝的追击部队又在卫州将他们击败。敌将田承嗣等带四万余人与史朝义残部会合，共同抵抗唐军。
仆固玚又一次把他们打败，并且率兵一直打到魏州昌乐的东部。史朝义率领魏州的军队顽强抵抗，也被击败。叛将邺郡节度使薛嵩、恒阳节度使张忠志见大势已去，率其所领的相、卫、沼、邢四州和赵、恒、深、定、易五州降唐。
史朝义逃到贝州，与他的大将薛忠义等二节度使会合，仆固玚一直追击至临清县。史朝义从衡水率领三万军队反攻，仆固玚在他们的反攻途中埋伏军队把他们打退了。此时回纥军队又抵达临清县，唐朝军队的势力得到了进一步加强，于是追击史朝义，在下博县东南一带进行了一场大的战役，叛军大败，尸体成堆，史朝义逃往莫州。仆固怀恩部下都知兵马使薛兼训、兵马使郝庭玉在下博县与田神功、辛云京会合后，便进军莫州，围攻史朝义，淄青节度使侯希逸也随即赶到。
这时已是广德元年（763年），史朝义因为屡战屡败，田承嗣劝他亲自去幽州范阳调兵来支援莫州，并表示由他来留守莫州。史朝义不知道这是一个圈套，于是挑选了五千名勇猛的骑兵突出重围逃向范阳，没想到，他前脚刚走，田承嗣就马上投降了，将莫州城交给了唐军，把史朝义的家属子女送交官军。于是仆固玚、侯希逸、薛兼训领兵三万继续追击史朝义。
史朝义正在范阳的路上急驰，他不知道范阳节度使李怀仙已通过中使骆奉仙向唐廷请降，并派遣兵马使李抱忠率领三千士兵镇守范阳县。史朝义来到范阳，李抱忠不放他进城。官军即将追到，史朝义派人将大部队留在莫州，自己一个人到范阳来征调军队救援莫州的意图告诉了李抱忠，并且用臣应当效忠君王的道理责备李抱忠。李抱忠回答说：“上天不让燕人做皇帝，唐室又复兴了，如今既然已经归顺唐朝，难道就可以再次叛离唐朝，愧对三军将士吗？大丈夫认为用诡计互相谋算的行为是可耻的，但愿你能趁早选择后路，保全自己。况且田承嗣一定已经归唐了，不然，官军如何能够追到这里呢！”史朝义十分害怕，说：“从早晨以来，我们连一口水都没喝，难道不能让我们吃一顿饭吗？”李抱忠便让人在城东供应膳食。于是史朝义手下中的范阳人一起向史朝义叩头辞别，史朝义无可奈何，只能痛哭流涕，最后，史朝义独自与数百名胡人骑兵逃离而去。史朝义向东奔向广阳，广阳也不收留他们。史朝义打算向北进入奚、契丹境内，至温泉栅时，李怀仙派兵追上他们。史朝义走投无路，在树林中上吊了，李怀仙把他的头颅割下来献给了朝廷。仆固怀恩和各路军队都回到了原来的地方。
正月三十日，史朝义首级送至京师，唐军凯旋。到这个时候，唐朝朝廷终于平息了前后连续长达七年零三个月之久的安史之乱。
名家回眸
柏杨曰：“安史之乱是唐王朝政治腐败和军事管理松懈的结果，它与前几次的政治斗争是截然不同的两种性质。以前的政治斗争，仅仅是皇族内部争权夺利的斗争，目的并不是为了推翻唐朝的统治，而这次斗争的矛头直接对准唐朝统治者，目的是要改朝换代。晚年的唐玄宗已经失去了年轻时候敏锐的观察力和应对紧急情况的能力，安禄山正是在他一步步的放纵之下走向反叛道路的。”
梁启超说：“安史之乱”的发动者安禄山不是一个优秀的政治家，只是一个有野心的莽夫。他实行残暴的军事政策，激起了老百姓的极大愤怒，一场不得人心的战争最终虽然以失败而告终，但这次打击却把唐王朝从兴盛的顶端拽到了“死亡”的边缘。“安史之乱”留下的各种隐患导致了唐朝最终走向了覆灭的道路。
