這時吐蕃欲出兵幫助唐廷消滅朱泚，于是德宗李適打算前往咸陽督戰，李懷光擔憂朝廷欲奪其兵權，加速叛亂。
李晟假傳詔令率部移駐渭橋，擺脫李懷光的控制，數日后，李懷光吞并鄜坊節度李建徽和神策將楊惠元的軍隊，德宗李適逃往梁州，后任命李晟為尚書左仆射和同平章事。
“李晟孤軍獨擋強敵，對李懷光既深加戒備，又不斷周旋。”
“因缺少糧草，派遣官吏征收渭北地區的賦稅。”
“由于李晟的忠義感動人心，當時京師附近戴休顏的奉天軍、韓游瑰的邠寧軍、駱元光的華州軍、尚可孤的神策軍，全部歸屬李晟指揮管轄。”
“李晟又給李懷光寫信，勸其攻打朱泚戴罪立功，但李懷光不從，因糧草將盡，又擔心會被李晟偷襲，便于三月率部移駐河中。”
“途中李懷光縱兵劫掠，部將孟涉和段威勇不滿李懷光的做法，統領數千人歸順李晟，后李晟被任命為河中、晉絳節度招討使。”
“德宗李適欲前往西川，李晟認為德宗應屯駐梁州，以安天下人心。”
“四月，李晟被任命為京畿、渭北、鄜坊、商華兵馬副元帥。”
“李晟與將士同甘共苦，用大義激勵軍心，全軍將士毫無怨言。”
“有將士從長安城中逃出，認為朱泚等人將會失敗，士氣大振。”
“五月三日，李晟統兵抵達通化門，敵將不敢出城迎戰；”
“次日，李晟召集諸將商討作戰計劃，眾將認為應先攻外城，占據坊市，后攻取宮城，李晟認為要集中兵力攻打皇城。”
“二十五日夜晚，李晟從東渭橋移駐光泰門，指揮唐軍攻城。”
“朱泚趁李晟立足未穩之際，派遣部將張庭芝、李希倩率部出戰，被李晟派遣部將連敗兩次，唐軍乘勝攻入光泰門。”
“次日，李晟否決眾將等待西邊唐軍到來，實施左右夾擊之策。”
“后于二十八日屯兵光泰門外發動總攻，先派遣將士夜間拆除二百多步皇宮城墻，敵將以柵欄堵城。”
“李晟派遣部將史萬頃拔柵率先攻入，王佖率領騎兵跟進，其余唐軍分道攻城，迅速攻破敵軍防線。”
“白華門外敵軍上千騎兵從唐軍背后沖出，李晟親率上百騎兵馳援，敵軍看到李晟后潰逃，唐軍追殺大破敵軍。”
“朱泚率余部逃出長安，李晟派遣部將田子奇追擊，其余敵將相繼投降。”
“當天，李晟入城并屯兵于含元殿前，號令諸軍秋毫無犯，后斬殺敵將李希倩等追隨朱泚叛亂之人，表彰堅守臣節不屈從者。”
“收復長安的消息傳到梁州后，德宗李適授予李晟司徒兼中書令，并獲賜實封一千戶。”
“德宗返回長安，李晟前往三橋拜謁，德宗駐馬親自慰勞他。”
“后贈李晟之父李欽為太子太保，其母王氏為代國夫人，并賜予其府宅、良田、園林等賞賜，并于東渭橋為其立紀功碑，由皇太子手書。”
“收復長安后，李晟認為涇州臨近邊疆，為軍事重鎮，多次發生兵亂，上書自請出鎮涇州。”
“于是德宗任命李晟為鳳翔、隴右、涇原節度使，兼行營副元帥，晉升為西平郡王，獲實封一千五百戶的賞賜。”