两万五千人昼夜行二百里，直趋常山，李光弼出弩手奋击史思明先锋骑兵，又出伏兵袭其后军步兵，迫使史思明退入九门，两军陷入对峙。郭子仪引兵两万与李光弼会师，于九门城南大败史思明，史思明退入博陵。安禄山派遣蔡希德等引步骑三万来援，郭子仪、李光弼深沟高垒，以逸待劳，于恒阳嘉山大破史思明，斩首四万级，捕虏千余人，史思明露髻跣足，再度逃奔博陵，李光弼进围博陵，几乎落城。
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哥舒翰败于潼关，长安失陷，唐肃宗急调朔方、河东兵回援，李光弼不得已撤围回军，史思明趁机出兵，击溃平卢节度使刘正臣，杀七千余人，夺取兵甲辎重两千乘，并收编平卢锐卒，气焰复炽。举兵复攻常山，至九门，守军假意请降，设伏于城上，史思明中戟坠城，鹿角伤到左胁，但侥幸不死，不久九门城陷，史思明下令焚烧城中屋舍，屠戮守军全族。随后攻占常山、赵郡，又与尹子奇部会合，击溃平原太守颜真卿部一万两千人，迫使其放弃平原，又连下河间、景城、清河、乐安、博平等郡。
信都太守乌承恩，是史思明老上司乌知义之子，其母亲妻子均已被叛军所获，史思明又俘获其子乌从则，于是举郡而降。史思明与之把臂饮酒，得马三千匹，士卒五万人，遂并力围攻饶阳。饶阳陷落，太守李系自焚殉国，裨将张兴被俘，史思明认为张兴是个壮士，想要收服他，不料张兴慷慨陈言，劝其早日归顺朝廷，史思明大怒，以锯杀之，张兴至死骂不绝口。至此，河北诸郡尽数落入叛军手中。
史思明与蔡希德、高秀岩等合兵十万进攻太原，企图由北道进犯灵武，李光弼在城上架设抛石器，挖掘地道，布置陷阱，又派别将袭扰破坏补给路线，叛军前后被俘斩一万多人。此时，叛军内讧，安庆绪杀死安禄山，自立为帝，史思明麾军退回博陵，被安庆绪封为妫川郡王、范阳节度使，兼领恒阳军事，赐名安荣国。范阳本是安氏老窝，安禄山从长安和洛阳所掠珍宝，多半都运往这里存放，已是堆积如山，史思明渐渐地恃富而骄，欲将范阳占为己有，不想再受安庆绪节制。
叛军惨败于陕郡，安庆绪放弃洛阳，逃往邺郡，麾下大将北平王李归仁借机率三万曳落河、同罗、六州胡精兵逃往范阳，途中大肆抄掠。史思明一面重兵防备，一面派使者招抚，李归仁遂率曳落河、六州胡人归附史思明，同罗部不服，史思明发兵大败之，击杀三千余人，尽获其所夺物资。安庆绪退至邺郡后，拼死一搏击破唐军，声威复振，蔡希德、田承嗣、武令珣等人纷纷来投，军势达六万之众。然其此后不恤政务、通宵宴饮，麾下高尚等谋臣争权夺利，加之听信张通儒谗言，擅杀大将蔡希德，人心逐渐离散。
史思明兵势愈盛，安庆绪十分忧虑，遂派遣阿史那承庆、安守忠、李立节前往河北诸郡征集兵马，并密谋除掉史思明。范阳节度判官耿仁智趁机进言道：“将军之所以为安氏效力，是因为迫于他们的威势。如今唐朝中兴，皇帝贤明，将军若能率领部下将士归服朝廷，实在是转祸为福的一条出路。”乌承恩族弟乌承玼又说：“而今唐朝复兴，安庆绪就好似树叶上的露水，难以长久。将军何必与他一起灭亡呢。如果归顺朝廷，洗刷掉叛逆的罪名，如同反掌。”史思明深以为然。
阿史那承庆以五千精骑护卫，来到范阳，史思明领全部兵众数万人相迎，又派人对阿史那承庆等人说：“诸位远来，将士们不胜欣喜，但身为边卒素来胆怯，见大军前来惶恐不能自安，愿弛弓解甲，以慰众心。”承庆与史思明是故交，因而应允。史思明引着承庆等人到内厅中饮宴，另派人收缴了其部下甲仗武器，对各郡征调士卒全部发给资粮放遣，愿留者重加赏赐，分配各营。次日，拘禁阿史那承庆，斩杀安守忠、李立节，奉表以所辖十三郡及八万兵士归降朝廷，又联络河东节度使高秀岩一同投降。唐肃宗非常高兴，封史思明为归义郡王、范阳长史、御史大夫、河北节度使，其子史朝义等封为列卿，又派乌承恩与宦官李思敬前来安抚史思明，命他率部讨伐安庆绪。
史思明遂派遣史朝义率五千人代理冀州刺史，以琐高之子张忠志为幽州刺史，以薛萼摄恒州刺史，以令狐彰代理博州刺史，乌承恩在所到之处宣示诏书，河北各州郡除安庆绪所据的相州外，全部归顺唐朝。史思明表面归降唐廷，私下却与叛军多有来往，加之不断招兵买马，引起唐肃宗警觉，李光弼也认为他终究还会反叛，推荐以乌承恩做为内应，任命乌承恩为河北节度副大使，又赐给阿史那承庆铁券，让他们伺机除掉史思明。
乌承恩用私财招募家兵，多次穿着破旧的衣
