香积寺一战，安守忠、李归仁叛军大部被歼，余部仓皇退出长安，放弃关中，往洛阳方向退却。长安在沦陷一年多以后，终于被唐军收复。但战事还远远没有结束，广平王李俶在长安稍作停留，又率领唐军继续向东攻击，兵锋指向下一个目标——东都洛阳。
一、马前止劫
至德二载（757年）九月二十八日癸卯，唐军开始进入长安城。军中的回纥人早已按捺不住，在叶护太子的带领下，一窝蜂地拥向城中，要兑现战前肃宗“破城之日，土地、士庶归唐，金帛、子女皆归回纥。”的承诺，将长安城洗劫一番。眼看长安老百姓难逃一劫，元帅广平王李俶急了，急步走到叶护太子马前，倒身下拜，说道：
“殿下且住！我军尽日血战，方才取得长安，如若即行掳掠，消息传扬出去，洛阳百姓必然与贼同心，据城固守，我军将难以攻取。为稳妥计，不如放过长安，待到克复洛阳再如约行事！”
见到李俶施行大礼，叶护太子慌忙下马回礼，跪捧着李俶的脚说：
“殿下吩咐，敢不从命！回纥不进长安，当为殿下直取东京！”
于是，仆固怀恩和叶护太子带回纥、西域兵马由城南绕过长安，在东郊的浐水扎营。李俶率其余部队进入长安，镇抚三天，以虢王李巨为西京留守，自率大军向洛阳进发。
郭子仪领蕃、汉兵马一路追击，沿途州县叛军已经撤空，唐军兵不血刃收复华州，兵锋直指长安的门户——潼关。
唐军赶到潼关，只见关门大开，叛军大部已弃关而去，只追上还没来得及逃远的小股叛军，斩首五十级。再往东，进入崤函通道，沿着黄河河谷一路东行，经过当初哥舒翰兵败的战场灵宝西原，占领原东的弘农郡（虢州，今灵宝县）。
伪西京留守张通儒率残部逃出长安后，一口气跑到陕州（今三门峡陕州老城）。到了陕州，张通儒一边收拢残兵、加固城防，一边派人到洛阳搬救兵。安庆绪听到长安已失，大吃一惊，立即以御史大夫严庄为将，调集洛阳兵马驰援陕州。严庄、张通儒在陕州合军一处，仍有步骑十五万。叛军士气稍振，就在陕州驻扎下来，等着唐军来攻。
二、新店之战
陕州位于崤函通道东端，与潼关一东一西控扼着崤函通道。陕州北面是黄河，南面有山，称作南山，由潼关方向来的唐军要进入洛阳盆地，必须拿下陕州后才能继续前进。陕州城北黄河上有津渡，名叫大阳津。大阳津建有浮桥，名叫大阳桥，直通对岸的平陆县。在城西七里地的黄河岸边，有一座规模很大的官仓——太原仓，里面储存着经黄河运来的漕粮。太原仓西南三十唐里左右，有战国时魏国所建的曲沃故城，其地也因此得名，称作曲沃（今三门峡市陕州区南曲沃村附近）。
唐军离开弘农郡，沿黄河河谷向陕州开进。行军纵队左侧是东流的黄河，通视良好，从河滩到河对岸一览无余；右侧为山地及由山地延伸到河谷的黄土台塬，地形起伏，植被茂密，非常利于设置伏兵。当初哥舒翰出潼关与叛军决战，就是在灵宝西原被埋伏在南侧山下的伏兵给抄了后路。所以这次唐军特别注意右翼的掩护，行军过程中，派出李嗣业带本部与回纥部队前出搜索前进，以掩护大部队右翼。
十月十五日己未，唐军进到陕州郊外扎下营寨，准备次日攻城。元帅李俶到达南山脚下的曲沃。叶护太子派出将军鼻施吐拨裴罗进南山搜索伏兵。鼻施吐拨裴罗将营地设在南山北侧，自率兵马进入南山。
严庄、张通儒见唐军逼近陕州，即倾巢而出前来拒战。这是叛军的一贯作派，他们从来不屑于守城，喜欢出城野战，这次也不例外。两军在曲沃西边不远的新店（今灵宝市新店村）遭遇，郭子仪、李嗣业一面集合部队列阵迎战，一面派人进南山通知回纥部队。
叛军背靠南山列阵，唐军沿着城西官道一线展开队形。双方先用箭矢互射，互有杀伤。尔后唐军举着盾牌，冒着箭雨向叛军发起冲击，叛军也不示弱，居高临下进行反冲击，唐军抵挡不住，被叛军赶下山坡。叛军又分兵沿山脚运动到唐军侧后，企图截断唐军归路。郭子仪急忙投入手头的机动兵力去对付这股敌军。
叛军的突然来袭，使得唐军上下都措手不及，从战斗一开始就打得很被动。郭子仪心里很清楚，唐军持续作战多日，已非常疲惫，必须及早解决战斗，战斗拖得越久，越对唐军不利。目前唯一的希望就是回纥部队尽快赶到战场。但派出的一拨拨传令士兵，进入南山后就再也没有消息，这让郭子仪心里很疑惑：是不是回纥部队也遇到敌情？如果回纥部队真有不测，那整场仗就全完了。
就在郭子仪心急如焚、无计可施之际，就见对面南山口方向突然黄尘暴起，尘烟中，一队回纥骑兵拖着白旗，风驰电掣般从山坡上冲了下来，一边冲一边弯弓射箭，箭雨落处，叛军倒下一片。正交战的叛军相顾失色，齐声惊叫：“回纥来矣！”回纥骑兵由侧后直插敌阵，叛军西北阵脚先乱。正在苦苦支撑的唐军见援兵赶到，士气大振，李嗣业率骑兵从正面向叛军发起攻击。唐军表里齐进，叛军大败，僵尸蔽野，剩下的残兵败将逃回城去。
原来回纥兵马进入南山搜伏，果然遇到埋伏的叛军，回纥兵发起攻击，将这部叛军全部歼灭。这样以来，就耽误了回援时间，还好没有误事。
三、唐师入洛
叛军野战失利，城池已无法固守，严庄、张通儒只得放弃陕州，带着残部逃回洛阳。唐军紧追不舍，叛军狼奔豕突，一路上人马尸骸枕藉，军械、衣甲、兵器填委道路。经此一战，原本凶悍无比的叛军的战斗意志被彻底摧垮。
严庄先逃回洛阳报告安庆绪。十月十六日庚申夜，安庆绪率党羽由禁苑东门出洛阳逃往河北，出逃之前，将叛乱以来俘获的唐将哥舒翰、程千里等三十余人悉数处死。
十月十八日壬戌，元帅广平王李俶率大军进入东京洛阳，陈兵于天津桥南。数十万洛阳老百姓拥上街头，夹道欢迎官军的归来。
回纥人时刻惦记着肃宗当日的承诺。上次在长安因为李俶的阻拦没有如愿，此次进入洛阳以后，回纥人不再客气，先闯入府库，将财帛通通收入囊中。官仓府库抢完，又公然跑到市井村坊中去抢。可怜洛阳老百姓，高兴劲儿还没过，就被新来的“王师”洗劫了一遍。后来，李俶看实在不像话，就凑了罗锦万匹送给回纥，回纥人才意犹未尽地罢手。