起义军攻下长安，黄巢称帝，国号大齐，僖宗逃往成都时，诏荆南节度使郑绍业随驾入川，杨复光借机推荐段彦谟为荆南节度使，为了便于指挥各部大军，杨复光被授于京西南面行营都监。不久，黄巢令大将朱温攻邓州，杨复光兵败，逃到许州，准备投靠忠武军节度使周岌。周岌曾是杨复光的部下，任忠武军节度使，农民军攻下长安后，周岌就投降了黄巢，但周岌并非一心投降黄巢。杨复光也看出了周岌三心二意的用意，准备劝周岌脱离农民军，瓦解农民军的斗志。
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周岌设夜宴，派人向杨复光送去邀请，请他火速赴宴，杨复光的左右侍从都认为这可能是一个阴谋，劝他别去。但扬复光认为这是一次极好的劝降机会，不能轻易放过，随后亲自赴宴。当酒宴达到高潮时，周岌谈起了有关唐朝政府的一些事情，杨复光见时机已成熟，装着非常难过的神色，对周岌说，“大丈夫应该感恩招答，你从一般的小百姓一跃成为公侯，这都是当今天子给予的，为何要舍弃天子而向贼人称臣？”周岌见杨复光说得怪痛心，也伤心地说：“我并不是存心要投降黄巢，实在是迫于无奈，以我一个人的力量是不能抗拒起义军的，今日把您召来，就是为此事”。杨复光见周岌有叛变起义军的想法，掩饰不住内心的高兴，当即高举酒杯对天宣誓。第二天，杨复光派他的养子杨守亮率兵把农民军的使者杀死于旅舍，周岌便公开叛变起义军，又重新加入了镇压农民军的行列。
周岌复归唐朝后，已投降农民军的秦宗权占据蔡州城，拒不服从周岌的命令，杨复光上奏升蔡州为奉国军，以秦宗权为防御使。杨复光于是带领忠武军三千精兵进驻蔡州，劝秦宗权与他们一起举兵镇压农民军，秦宗权听从了杨复光的劝告，派大将王淑领兵三千跟随杨复光进攻邓州城的农民军。当行至邓州城时，王淑不愿再前进了，杨复光下令杀死了他，把他的三千精兵合并过来，这样加上忠武军的军队共八千人分成八都，派牙将鹿宴弘、晋晖、王建、韩建、张造、李师泰、庞从等八人分别统领一都，杨复光任总指挥。
之后杨复光派八都将士进攻邓州，驻守邓州的农民军在朱温的率领下，奋勇抵抗，无奈力量悬殊，最后失败，被迫撤出邓州，向长安撤退。杨复光乘胜向北挺进，直至蓝桥，忽然军中报告说他的母亲病危，杨复光才被迫停止进攻起义军，返回邓州。杨复光刚进家门，他的母亲便去世了，在这多事之秋，杨复光也无心为老母守孝了，再之僖宗多次诏他回军，率兵镇压农民军，杨复光也只好草草安葬老母，回到军中。不久，僖宗下诏加封他为天下兵马都监，监督诸路大军，入关镇压农民军，时王重荣为东西招讨使，杨复光率兵与他会合，向长安迸发，镇压农民起义。
杨复光率忠武军驻扎武功，伺机反扑，任西面行营都监使，会同王重荣准备进攻农民军。此时，黄巢令大将朱温攻同州，同州刺史米诚兵败溃逃，朱温占据同州，自任同州刺史。之后朱温进攻河中，被河中节度使王重荣打败，起义军退保同州。朱温固守同州，对唐军进攻长安来说是个障碍，只要同州失守，长安东北门户就敞开无阻，拿下长安指日可持，这祥双方争夺的焦点就在同州。
王重荣、杨复光进攻同州，被农民军打败，农民军将领朱温想乘胜进攻河中，数次向黄巢送信要求增兵，大将孟楷因为实在抽不出兵马增援同州，将朱温的求援信扣压下来，这祥使朱温的情绪一落千丈。在这紧急关头，杨复光又拿出他的劝降老招，派奸细潜入同州城，先以高官重金收买了朱温部将胡真、谢瞳，二人又极力劝朱温投降。朱温杀了黄巢的监军使严实，率领全同州军民投降王重荣，杨复光想要斩杀朱温，王重荣阻止说：“如今招降黄巢兵马，投降的一律赦免，况且朱温此人骁勇可用，杀了他怕是不祥。”唐朝政府授朱温同州节度使，不久又授朱温为右金吾大将军，河中行营招讨使，并赐名为朱全忠。
朱温投奔唐朝，使形势发生了重大变化，尽管如此，农民军仍有强大的力量，招讨使王重荣向杨复光征求计策。杨复光面对王重荣的疑难，也颇感难办，最后他想到了英勇善战的沙陀将领李克用，提出以朝廷的名义通知与李克用有间隙的郑从谠，让他不要阻止李克用。然后再向李克用下诏，让其带领他的沙陀兵入关平乱，王重荣听了后也觉得此计很好。之后，杨复光勾引沙陀兵的计谋颇得唐朝大将们的拥护，都统王铎当时也在河中，他采纳了杨复光的意见，并亲自给李克用下了一道命令，令李克用带领沙陀兵火速入关平乱，同时也给太原郡守郑从谠下了一道命令，允许李克用入关。
