安禄山叛唐
杨国忠与安禄山为了在玄宗面前争宠，互相倾轧，都想压倒对方，抬高自己的地位。天宝十四载（755）二月，安禄山要求以蕃将三十二人代替汉将，吏部侍郎韦见素与杨国忠坚决反对，玄宗派宦官辅璆琳到范阳去观察安禄山的动静。安禄山对辅璆琳行贿，辅璆琳回京对玄宗盛言安禄山竭忠奉国，没有二心。这时，安禄山身兼范阳、平卢、河东三镇节度使，手握重兵，使杨国忠颇感不安。于是，杨国忠、韦见素又建议把三镇节度使由三人分担，以便削弱安禄山的兵权，玄宗也未采纳。
安禄山为杂种胡人，由于他懂六种民族语言，初为互市牙郎，又为幽州节度使张守珪部下。他抓紧一切机会，厚赂朝廷来往使者，逐步取得玄宗的信任。当杨国忠在想方设法除掉他时，他也针锋相对，准备造反。杨国忠为了搜集安禄山的罪状，使京兆尹包围安禄山在京的住宅，逮捕安禄山客人李超杀之。安禄山子安庆宗因尚荣阳郡主在京师为太仆卿，他将京师情况密报其父，更加速了安禄山造反的准备。天宝十四载（755）六月、七月，玄宗两次手诏安禄山赴京，他均置之不理。十一月，安禄山伪称“奉命讨伐杨国忠”，率十五万众，号二十万，造反于范阳。
安禄山率兵南进，“所过州县，望风瓦解，守令或开门出迎，或弃城窜匿，或为所擒戮，无敢拒之者”。这些事实，迫使玄宗采取相应的对策。他派安西节度使封常清为范阳、平卢节度使，立即赴洛阳募兵。封常清很快就募兵六万人，又断河阳桥（在今河南孟县），加强洛阳的守备。同时，以荣王琬（玄宗第六子）为征讨元帅，右金吾大将军高仙芝为副元帅，在京师募兵十一万，准备东征，十二月，高仙芝率军进至陕州（治所在今河南三门峡）。
两京陷落
安禄山自灵昌（今河南卫辉东）渡过黄河，攻陷陈留（今河南开封东南），继又攻下荥阳（今河南荥阳）。封常清在东都所招募的军队，未经训练，在武牢（在今河南荥阳西汜水）一战，溃败退回洛阳，在洛阳又遭失败，安禄山进占唐东京。高仙芝帅众至陕州，看到叛军来势迅猛，遂退守潼关。安禄山占据洛阳后，打算称帝，暂缓向西进兵，玄宗才得到了一个喘息的机会。这时，唐朝廷本来应该整顿军备，加强潼关的防御力量，但玄宗的措施却适得其反。
封常清从洛阳退至潼关，高仙芝从陕州退至潼关。这是两支临时凑合起来的军队战斗力太差的结果。但监军的宦官边令诚却认为，封常清以叛军的声势动摇军心，高仙芝不仅放弃潼关以东数百里的土地，还盗减军士粮饷。玄宗相信边令诚，杀了封常清与高仙芝，另派因病在家的哥舒翰去守潼关。其实，封常清三次向玄宗报告战况的表文，玄宗根本没有看到。由此可见，皇帝的昏庸，宦官的专权，是战局难以扭转的重要原因。
当安禄山帅军南进的时候，他的后方也发生了危机。平原太守颜真卿在平原（治所在今山东陵县）举兵抗击安禄山叛军，常山太守颜杲卿在常山（治所在今河北正定）举兵，威胁叛军的后方。同时，朔方节度使郭子仪也奉命东征，静边军（驻地在今山西右玉）一战，消灭叛军七千人，继又攻下云中（郡治在今山西大同）、马邑（郡治在今山西朔州东），打通东陉关（今山西代县东），为继续东进开辟了道路。这时，颜真卿联络颜杲卿，切断安禄山的后路，颜杲卿还声言朔方军即将进驻河北，“于是河北诸郡响应，凡十七郡皆归朝廷，兵合二十余万；其附禄山者，唯范阳、卢龙、密云、渔阳、汲、邺六郡而已”。这些情况，必然是安禄山的后顾之忧。
至德元年（756）正月，安禄山在洛阳自称大燕皇帝。这时，在饶阳（治所在今河北深州）一带的叛军将领史思明，为了改变对叛军的不利形势，攻陷常山，颜杲卿被俘。二月，唐新任命的河东节度使李光弼率军一万多人，东出井陉（今河北井陉东），攻下常山。已经离去的史思明又卷土重来，企图夺回常山。双方相持四十余日，不分胜负。后因郭子仪援助李光弼，在九门（今河北正定东）大败史思明；继又战于嘉山（今河北曲阳境内），叛军全线溃败，河北十余郡皆杀叛军守将而降唐。这时，郭子仪曾建议北取范阳，以减轻潼关的压力，但没有得到玄宗的许可。
至德元年（756）六月，玄宗急于打败叛军，收复洛阳，遂命哥舒翰出关东进。叛军将领崔乾祐于灵宝（今河南灵宝东北）西原把主力埋伏在险要之处，另以老弱兵引诱唐军东进。结果唐军中伏大败，哥舒翰投降叛军，叛军夺关西进，长安危急万分。
玄宗无可奈何，命龙武大将军陈玄礼整顿卫队，离京逃命。在玄宗到达咸阳时，咸阳县令已逃跑，故而逃难的皇帝狼狈不堪，只得以杨国忠临时买来的胡饼充饥。其他随从人员，看见农民送来的粗饭，争相抢食，也未吃饱。晚上到了金城（今陕西兴平），县令也早逃走，皇帝的随从也不断有人离队，食宿无人安排。夜间无灯，不分贵贱，混睡一起，皇室贵族的威风扫地以尽。
又西行至马嵬驿（陕西兴平西北），由于所随将士饥饿疲惫，怨声载道，陈玄礼等乘机发动兵变，杀杨国忠及韩国夫人、秦国夫人等，又迫使玄宗缢杀杨贵妃。虢国夫人虽已远走至陈仓（今陕西宝鸡南），也被追上斩首。
马嵬事变以后，玄宗逃向成都，太子李亨逃到灵武（今宁夏灵武西），七月李亨即皇帝位，改元至德，他就是唐肃宗。肃宗命郭子仪率军到灵武，并以郭子仪为兵部尚书兼宰相。
平定叛乱
至德二年（757）二月，郭子仪率部从洛交进攻冯翊县，继又攻取河东。唐军既达关中，肃宗也移住凤翔。四月，郭子仪为天下兵马副元帅（元帅为皇子李俶），继续讨伐叛军。叛军到了长安，“以为得志，日夜纵酒，专以声色宝贿为事，无复西出之意”。这就给唐军收复长安提供了机会。
九月，郭子仪率唐军十五万之众，逼近长安，与叛军十万人相持于长安西香积寺北沣水之东。经过激战，叛军全线崩溃，唐军收复长安。这时，洛阳的叛军统治集团因争权夺利，安禄山已被杀死，其子安庆绪继位称帝。在唐军继续东进的时候，安庆绪放弃洛阳，北走邺郡（治所在今河南安阳），唐军收复洛阳。
乾元元年（758）九月，肃宗调动九个节度使的数十万兵力进攻安庆绪。在这些节度使中，郭子仪、李光弼的战功最多，威信最高，肃宗不愿把军权交给他们，所以不设主帅，只命宦官鱼朝恩为观军容宣慰处置使，总揽全局。
九节度使围邺，并引漳水灌城，安庆绪不仅遭水灾之苦，而且城中极其缺粮，甚至老鼠也成了贵重食物，一只老鼠可卖四千钱。这正是破城良机，但因兵众无主，无人统一指挥，致使史思明能够从魏州（治所在今河北大名）援邺。史思明截劫自江、淮与汾、晋运粮的舟车，断绝唐军的粮源。同时，又不断用声东击西的办法袭击唐军，使其处于疲于应付的状态。
乾元二年（759）三月，唐军与史思明军展开激战。正当激战之际，大风忽起，吹沙拔木，天昏地暗，咫尺不辨敌我。一场混战，双方均遭重大损失。叛军内部又起内哄，史思明杀安庆绪，引兵还范阳，自称大燕皇帝。唐军九节度使各自退回，郭子仪被命为东畿、山东、河东诸道元帅，权知东京留守。后因鱼朝恩嫁罪于人，把邺郡战争失败的责任推给郭子仪，致使肃宗召郭子仪还京，以李光弼为天下兵马副元帅，驻守东京。
九月，史思明再度南下，攻取洛阳。十二月，史思明又派李归仁西攻陕州，被唐军击破。上元二年（761）二月，史思明欲西破潼关，受阻后退回永宁（今河南洛宁）。这时，叛军内部矛盾又突然激化，史思明长子史朝义利用一些将领对史思明的不满情绪，策动兵变，杀史思明，自己继位称帝。同时，又派人到范阳杀了与其争夺帝位的异母弟史朝清，还杀了持不同政见者数十人。这种自相残杀，引起大规模的内哄，致使数月之内，范阳有数千人为此而死。
宝应元年（762）十月，新即位的代宗（四月即位）命雍王李适为天下兵马元帅，仆固怀恩为副元帅，继续平定叛军。唐军东进，很快攻下洛阳。帮助唐军平定叛乱的回纥兵到了东都，大肆烧杀抢掠，死者上万人，大火多日不息。宦官鱼朝恩统率的神策军也把东京、郑州（治所在今河南郑州）、汴州（治所在今河南开封）、汝州（治所在今河南临汝）一带视为贼境，任意掳掠。致使这些地方“比屋荡尽，士民皆衣纸”。十一月，史朝义自濮州北渡黄河。唐军追至昌乐，又打败史朝义。于是，叛军邺郡节度使薛嵩以相、卫、洺、邢四州降唐，恒阳节度使张忠志以赵、恒、深、定、易五州降唐。代宗赐张忠志姓李，名宝臣，并命其为成德节度使，仍统原来五州之地。
广德元年（763）正月，史朝义败走莫州（治所在今河北雄县南），其部将田承嗣赶走史朝义，自己降唐。史朝义又走范阳，其范阳节度使李怀仙也已降唐。史朝义部众看到大势已去，都纷纷离去。最后，史朝义带数百胡骑欲北去奚或契丹，李怀仙又穷追不舍，史朝义走投无路，自缢于林中。至此，历时八年的安史之乱才被平定。