命令手下军士全副武装，然后引安庆绪等人进入大帐，安庆绪叩头再拜说：“作为臣下我治军无方，丧失东西二京，久陷重围，没想到大王看在太上皇的情份上，远来救危，使我得以复生，恩深如海，终生难报。”史思明忽然大怒说：“丢失两京，何足挂齿！你身为人子，杀父篡位，天地不容，我要为太上皇讨伐你这个逆贼，岂能被你的谄媚虚辞欺骗！”下令推出斩首，安庆绪以目示意周贽，望其说情，周贽说：“安庆绪做过君王，理应赐死。”于是，将安庆绪连同四个弟弟缢死，又诛杀了高尚、孙孝哲、崔乾佑等人，随后史思明整军入邺城，击杀安庆绪亲军三千三百多人，吞并了安庆绪的兵马与地盘，派安太清率兵五千攻取怀州，又将史朝义留下镇守相州，自己率兵返回范阳。
史思明自称大燕应天皇帝，改元顺天，立其妻辛氏为皇后，史朝义为怀王，以周贽为宰相，李归仁为大将军，改范阳为燕京。让小儿子史朝清留守幽州，以阿史那承庆、张通儒、向贡、高鞫仁等人辅佐，令各郡太守各率三千兵集结帐下，兵分四路入寇河南诸州郡：先遣令狐彰部五千人由黎阳渡河，直取滑州，史思明自领中军自濮阳，史朝义自白皋渡，周贽自胡良渡渡过黄河，会师于汴州城下。
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汴滑节度使许叔冀不能抵挡，与濮州刺史董秦一同投降，史思明任命许叔冀为中书令，让李归仁和他同守汴州，史思明很看重董秦，拍抚他的后背道：“我原先好比只有左手，如今得到你，右手也有了！”又命部将南德信率领汴州降卒南略江淮，约定“一旦成功，每人可取两大船装运赀财。”陈留守将田神功假意投诚，寻即袭杀南德信，统领其众复归于唐。史思明乘胜向西攻克郑州，李光弼下令将洛阳官民迁入潼关，率两万众退保河阳三城，坚壁清野。史思明进入已是空城的洛阳，一无所获，于是把城中寺院佛像搜括一空，送回幽州，又将自己在洛阳的旧宅大加扩饰，定名为“龙兴寺”。
史思明与李光弼会战于河阳，派骁将刘龙仙到城下大骂挑战，李光弼帐下裨将白孝德策马出战，一举将其擒杀，叛军大骇。史思明军中多有良马，每日在河南岸沙洲上洗浴，李光弼挑选军中母马，一齐放至河岸嘶鸣，引得对岸一千余匹战马纷纷渡河来追，尽为李光弼所得。史思明愤恨不已，列战船百艘，以火船为先，欲烧毁浮桥，切断三城间通路，李光弼早有防备，用百尺长杆，头装铁叉，阻碍火船前进，又于浮桥上发射炮石，叛军战船多被击毁。
史思明无计可施，转而进攻河清，欲断绝李光弼粮道，李光弼进驻野水渡防御，史思明认为李光弼善于守城，而短于野战，因之亟欲趁此机会将其生擒。不料李光弼留兵千人固守此地，当夜即返回河阳，叛军骁将李日越、高庭晖因不堪史思明严命，相继投降唐军。史思明大怒，决定全力进攻河阳三城。李抱玉镇守河阳南城，以缓兵之计诓骗叛军，又出奇兵夹袭，叛军伤亡甚重。董秦见状，率部众五百人夜里突围，投奔李光弼。史思明命周贽领安太清、徐璜玉等部，攻河阳中潭城，自己继续进攻南城，中潭城守将荔非元礼率敢死队出栅奋击，叛军披靡。周贽转攻河阳北中城，战至中午，未分胜负。李光弼见叛军阵容不整，命郝廷玉、论惟贞以精骑驰突敌阵，麾指诸军齐进，呼声动地。周贽大败而逃，叛军死两千余人，徐璜玉被郝廷玉生擒，安太清奔回怀州，史思明正猛攻南城，见李光弼将五百多俘虏驱赶到河岸上，只好解围撤兵。
史思明派李归仁领精骑五千进攻陕州，于礓子阪被卫伯玉所带数百骑击败，董秦则改名李忠臣，于永宁、莎栅之间屡挫叛军。李光弼进攻怀州，史思明出兵相救，在沁水河上交战，叛军被击杀三千多人。史思明再度进攻河阳三城，以解怀州之围，却败于城西渚滩，又损失一千五百余人，只得退回洛阳。不久，李光弼收复怀州，安太清投降，田神功又袭破叛军于郑州，滑州刺史令狐彰亦脱身投唐，史思明处境愈加窘迫。
刘展之乱爆发，江淮动荡，史思明乘势大举出击，遣田承嗣将兵五千转掠淮西各州，薛萼将兵五千攻曹州，王同芝将兵三千人攻陈州，许敬釭将兵二千人攻兖州、郓州，但被唐将能元皓、李忠臣、王仲升等部阻截，未取得显着战果。
观军容使鱼朝恩听信传言，以为叛军将士思乡心切，一战可定，不断怂恿唐肃宗出兵，于是肃宗令李光弼等人收复东京洛阳，李光弼上奏说：“贼军士气未衰，不可轻举冒进。”仆固怀恩暗中惧恨李光弼，也附合鱼朝恩的意见，督促李光弼出师的中使不断。李光弼迫不得已，留李抱玉镇守河阳，自己与仆固怀恩率军
