朱滔军败之时，朱泚也到了危急关头。李晟兵精粮足，举行大阅兵誓师，决意收复京城长安。
李晟和神策军好多将士家属都陷于京城，每言及此，李晟皆感泣言道：“陛下安在！吾属怎能以家属为念！”他还能与将士同甘共苦，始终以忠义感发众人，以至于人人思奋，皆欲一战。贼将姚令言不断派人侦探军情，皆为唐军所获。李晟好酒好肉招待这些本应杀头的敌方间谍，然后带他们观看唐兵操练阵容，说：“归语诸贼，努力固守，勿不忠于贼也！”并“给钱而纵之”。李晟还引军直通化门下，耀兵而还，使足了心理战。
李晟率军逼近长安光泰门外米仓村。唐军正在建筑营垒，正近绝望的朱泚忽然派其骁将张庭芝、李希倩（李希烈之弟，此人好生奇怪，不帮他称帝的哥哥，反而在朱泚账下为将）引大军忽然来攻。李晟望见猝然出现的贼军，不忧反喜，对诸将说：“我一直忧虑贼军龟缩不出，今来送死，真是天助我也！机不可失！”唐军诸将奋击，连战连捷，朱泚残兵最后逃入白华门，出于绝望，诸贼兵贼将闭门后大哭不已。
转天早晨，李晟又出兵攻城。众将建议等来瑊军至再合力进攻，李晟说：“贼数败，已破胆。不乘胜取之，使其成备，非计也。”于是唐军分道进攻，所战皆捷，直抵禁苑苑墙。
本来，战前前一天晚上李晟已派人暗中凿毁了一段苑墙，不料唐兵攻至时，贼兵已经砍树为栅，在那里有备坚守，并用弓箭射杀不少官军。唐军进攻守阻。李晟大怒，叱喝诸将说：“纵贼如此，吾先斩公辈矣！”任前锋的大将万顷心惧，亲自冲锋，拼死进攻，拨栅而入，众军继之，大战十余合后，直入白华门。忽然，数千泾原贼军从后掩袭，李晟亲师百余骑掉转头攻杀，左右大喊：“相公来！”泾原兵士素服李晟威名，看见这位大将亲来，全吓得掉头就跑。
眼见长安不守，朱泚与姚令言率近万残兵出城西逃。李晟进城后，斩贼将李希倩等八人于市，“余皆不问”。
德宗兴元元年（公元784年）阴历六月癸卯，李晟派人高举得胜露布（报捷书）献于德宗，表示已肃清宫禁，专待皇帝回京。德宗高兴得直哭，呜咽道：“天生李晟，以为社稷，非为朕也。”（后来，李商隐有《复京》一诗，专讲李晟收复之功：“虏骑胡兵一战摧，万灵回首贺轩台。天教李令心如日，可要昭陵石马来？”）
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