至德元載（756）六月，安祿山攻陷潼關，唐玄宗因派宦官監軍，導致唐軍大敗，叛軍進軍長安，唐玄宗西逃。郭子儀、李光弼不得不放棄河北，撤兵入井經西去。史思明率領叛軍瘋狂掃蕩河北郡縣。每破一城，大肆殺戮。攻破九門後，殘殺數千人；再次攻破常山城，殺死數千人。圍攻饒陽，經年不下，但河北諸郡幾乎全部淪陷，饒陽太守李系在外援俱絕的情況下，赴火而死，裨將束鹿人（今辛集市）張興頑強抗敵被俘，英勇就義。史思明搶掠財物及婦女，男丁被抓充苦役，老弱病殘者皆被刀槊殘殺。

至德二載正月，安祿山被其子安慶緒所殺。十月，郭子儀等率軍在陝州大敗叛軍，收復洛陽。安慶緒兵敗北逃，佔據鄴郡（今臨漳縣鄴鎮）。唐朝軍隊北上，安慶緒處於唐朝大軍圍殲之中。十二月，史思明在范陽以所部13郡及士兵8萬人降唐，被朝廷封為歸義王、范陽節度使，命其帥部討伐安慶緒。朝廷遣內侍李思敬和烏承恩赴河北宣慰。常山以北及滄、瀛、深、德等州歸順唐朝，而安慶緒控制趙、鄴、魏、清河等7郡60餘城，形成了南北割據的局面。

這種格局，實際上是安史之亂叛軍內部分裂的結果，河北地區分別屬於兩大叛軍勢力控制。史思明所控制的地域和軍事勢力都超過了安慶緒。乾元元年（758）六月，史思明趁唐軍進擊安慶緒之機，再次叛唐。九月，朝廷命郭子儀、李光弼等九鎮節度使出兵討伐安慶緒。唐肅宗以為郭子儀、李光弼皆靖難元勳，難以統屬，所以不置元帥，而以宦官魚朝恩為觀軍容宣慰處置使，成為九鎮節度使的實際統帥。這是唐王朝利用宦官監軍的又一典型案例。

十月，郭子儀、李光弼等九鎮節度使接連大敗安慶緒，進軍鄴城。安慶緒求救於史思明。史思明從范陽發兵13萬。十二月，史思明攻陷魏州（今大名縣東），殺3萬人。乾元二年，史思明在魏州城北築壇，自稱大聖燕王。三月，唐朝軍隊60萬在安陽河北與史思明叛軍大戰，結果唐軍九節度之師潰敗。史思明乘勝誘殺安慶緒及其心腹，遣其子史朝義留守相州，自引兵還范陽，以范陽為燕京，自稱大燕皇帝，改元天順。九月，史思明命其子史朝清守范陽，令河北諸郡太守各自帶兵3000，隨之南下，試圖奪取兩京。

上元二年（761）三月，史思明在陝州被其子史朝義所殺。史朝義自稱大燕皇帝，派心腹到范陽殺死其弟史朝清及其心腹，死者數千人，引起了叛軍內部分裂。寶應元年（762）十一月，史朝義在河南兵敗北逃，唐朝命僂固懷恩率領唐軍追擊，大敗史朝義。史朝義節節敗退，其所置的河北諸州太守、叛將眼看大勢已去，紛紛歸順唐朝。

十二月，鄴郡節度使薛嵩（唐高宗時名將薛仁貴之孫）、恆陽節度使（駐恆州，今正定）張忠志先後以所屬州縣歸唐。廣德元年（763）正月，叛軍的莫州（今任丘莫州）守將田承嗣、范陽節度使李懷仙降唐。史朝義在眾叛親離情況下，率領胡騎數百人，北奔契丹，在溫泉城（今豐潤縣東）被李懷仙追兵所及，自益於林中，長達8年的安史之亂宣告結束。