叛军在作战之前把一支精兵埋伏在两军对阵的东面，想等到战斗打响后，从侧面袭击唐军，打唐军一个措手不及。这支伏兵被唐军的侦察兵发现，侦察兵报告了广平王和郭子仪，两人商量后，决定由仆固怀恩带领回纥精兵消灭这股叛军。朔方左厢兵马使仆固怀恩接到命令，带领回纥精兵突然进攻叛军的伏兵，叛军的伏兵虽然战斗力很强，但却经不起回纥精兵的打击，很快就被全部消灭。叛军主帅听到这个消息后，情绪受到了很大影响，而叛军知道后也士气大落。这时，李嗣业又带领一支部队和一部分回纥兵，绕过叛军，到了叛军阵地的后面，在叛军的后面发起了进攻，与前面的唐军主力对叛军形成前后夹击之势，叛军们更加混乱了，已经基本上失去了战斗力。战斗从早到晚持续了一天，喊杀声震的地动山摇，流淌的血迹染红了山川河流，将士们断臂少腿僵卧在杀场上，横尸遍野，让人惨不忍睹。
这一仗共杀死叛军六万多人，掉到深沟中而被摔死、踏死的叛军也不知有多少。最后，叛军们见大势已去，只好仓惶而逃。剩余的叛军都狼狈地逃入了长安城中。
长安城中，叛军们的哭叫声、喧哗声、争吵声、哀嚎声，一夜都没有停止。
叛军逃走后，仆固怀恩立刻找到广平王，对他建议说：“现在，叛军大败，士气低落，已经无心恋战，他们逃回长安后，肯定会立即放弃长安城，向北逃走。请允许我带领二百名骑兵前去追击，捉住安守忠、李归仁等人。”广平王不相信叛军会那么快地放弃长安，会逃跑得那么快，也许他们还会耍什么花样，况且，天已经黑了，怕现在就冒然去追击会遇到危险，就说：“将军你作战已经十分疲劳了，暂且回去休息一下，等到明天，我们再一起计划应该怎么办。”仆固怀恩听了十分着急地说：“李归仁和安守忠等这些人，都是叛军中骁勇善战的大将，在叛军中有很大的影响力，也有很强的号召力。现在，他们突然之间被我们打败了，带着少数的士卒逃跑，没有了作战能力，这是抓住他们的最好机会，实在是天赐良机。为什么我们现在不去将他们抓住，而要放虎归山呢！如果这一次再让他们逃掉了，他们就会收拾残兵败将，卷土重来，再来和我们作战，那时，再去抓他们就不容易了，那时，就是再后悔也来不及了！再说，兵贵神速，为什么不现在就采取行动，还要等到明天呢！”但广平王坚持不同意，坚持让仆固怀恩返回营中休息。仆固怀恩回到营地，仔细想一想，觉着这样的机会实在不容错过，就再返回来向广平王请示。但是，广平王仍旧不同意，又让他回去休息。仆固怀恩回去后，又觉得现在实在是机会难得，不容错过，就再回来向广平王请示。仆固怀恩一夜之间来来回回的四五次，急得像热锅上的蚂蚁，但广平王就是不同意，他也不敢擅自带兵追击。等到天亮后，侦察的人员回来报告说，叛军将领安守忠、李归仁、张通儒、田乾真等，都在夜里仓皇逃离，长安城内已经没有叛军了。广平王听了，也有些后悔了。
第二天，广平王命令将领们在城外整顿了军队，然后，带领大队唐军浩浩荡荡地进入京城。城中的老百姓听说唐军来了，就不分男女老幼，都一齐涌了出来，站在大道的两边，迎接唐军，他们有的兴奋的高声欢呼，有的高兴得泣不成声。广平王在长安停留了三天，对城内的百姓进行了安抚，然后，又率领大军向东去收复洛阳。
二十九日，长安大捷的文书到达了凤翔，朝廷中的文武百官听说后都入宫来向李亨祝贺。李亨也是激动得泪流满面，当天就派宦官啖庭瑶去四川，向李隆基去报告。又命令左仆射裴冕，先到京师，先代表李亨去告慰祖宗陵庙，并且安抚城里的百姓。
李亨到达长安后，又立即让人写了表书，派人前往四川，送给李隆基。然后，又派人骑着快马到凤翔，把李泌接到了长安。李泌到了以后，李亨高兴地对他说：“我已经派人送表到四川，请求上皇回京城，请他继续做皇上，我再回东宫去做太子。”李泌听了，着急地说：“送走的表书现在还能够追回来吗？”李亨一愣说：“已经走远了，追不回来了。”李泌叹了口气说：“唉，这样的话，上皇是不会回来了。”李亨听了，吃惊地问：“为什么？”。李泌说：“按正常的人之常情和现在的形式，上皇不回来是理所当然的。”肃宗着急地说：“那我们现在应该怎么办呢？”李泌想了想说：“现在，请陛下再令人写一份群臣贺表，就说陛下自从在马嵬坡被百姓所留，后来又在灵武被群臣们劝说下即了帝位，一直到今天收复长安，陛下时时刻刻都在思念着上皇，牵挂着上皇的健康。现在京城收复了，请上皇立刻返回京城，以便让陛下能尽孝养之心。这样就可以了。”李亨听完之后，立刻让李泌起草再写一份表书。李泌很快写完了，拿给李亨看。李泌写的表书情真意切，感人肺腑。李亨读了表书后，感动得泣不成声。他说：“我开始时是真心想把帝位还给上皇。现在听了先生的话，才知道自己的想法是错误的。”于是，李亨又立刻命令一名宦官，拿着李泌写的表书，快马加鞭，赶到四川，交给李隆基。宦官走后，李亨与李泌开始一起饮酒，喝完酒之后，两个人躺在了一张床上。
这时，李辅国来了，向李亨请求把宫禁中的符契和钥匙，都交付给李泌。李泌不接受，请求李亨让李辅国来掌管，李亨同意了。