對淮西用兵，震動很大。淄青節度使李師道感到威脅，就采用聲言助官軍討吳元濟，實際上支持吳元濟的商麵派手法，企圖鞏固自己的地位。他首先派人暗中潛入河陰漕院(今河南滎陽北)，殺傷十餘人，燒錢帛三十餘萬緡匹，穀三萬餘斛，把江、淮一帶集中在這裏的租賦都燒毀了。接著，又派人到京師暗殺了力主對淮西用兵的宰相武元衡。不久，又派人潛入東都，打算在洛陽焚燒宮闕，殺掠市民，後因事泄未能得逞。
李師道的恐怖手段，雖然也曾使一些人動搖，但唐憲宗始終堅持用兵。元和十二年(817年)七月，唐憲宗命自願親赴前線的裴度以宰相兼彰義節度使。裴度立即奔赴淮西，與隨鄧節度使李愬等，大舉進攻吳元濟。九月，李愬軍首先攻破蔡州，大敗淮西軍。吳元濟沒有料到李愬軍快速異常，毫無防備地束手就擒。持續三年的淮西叛亂宣告結束了。
吳元濟敗死，李師道恐懼，初欲獻地歸順朝廷，並以長子入侍為質，後又舉兵叛唐。元和十三年(818年)七月，唐憲宗調宣武、魏博、義成、武寧、橫海諸鎮前往討伐。在大兵壓境的情況下，李師道內部矛盾激化，其都知兵馬使劉悟殺李師道，淄、青、江州地複為唐有。
元和十四年(819年)七月，宣武節度使韓弘入朝，並兩次貢獻大量絹帛、金銀、馬匹，要求留在京師。唐憲宗任韓弘守司徒兼中書令，另任吏部尚書張弘靖充宣武節度使。魏博節度使田弘正討伐李師道有功，唐憲宗任其兼侍中。他為了向唐憲宗表示忠心，使其兄弟子侄皆到朝廷做官。
唐憲宗雖亦力圖革除河北藩鎮節帥世襲之弊，但其誌終未遂。此外，討伐成德節度使王承宗的戰爭亦未能取勝。當時徹底消除藩鎮割據的條件尚不成熟，唐憲宗個人對此是無能為力的。不過經其削藩，藩鎮的勢力確實暫時有所削弱。可即便如此，也不能從根本上消除造成割據的根源。
中興後的沒落
在唐憲宗統治的十五年間，名相名將輩出，人才濟濟，漸趨僵死的唐朝似乎煥發出了一線生機。元和年間，政府財政情況有所好轉，同時吐蕃勢衰，各地藩鎮在長時間的戰亂中實力也有所削弱，借助這大好形勢，唐政府“以法度裁製藩鎮”，陷於強藩多年的河南、山東、河北等地區又歸中央政府管轄，唐王朝複歸於統一，史稱“元和中興”。
在取得了一些成就以後，唐憲宗自以為立下了不朽之功，漸漸驕奢。任用皇甫博、李吉甫而罷賢相裴度，政治日見衰敗。他晚年好神仙，求天下方士為他合長生藥。公元818年，他下詔征求方士。宰相皇甫博向他推薦了一個名叫柳泌的山人，由他配製長生藥，又遣宦官使至鳳翔迎接佛骨。刑部侍郎韓愈上疏，懇切諍諫。唐憲宗勃然大怒，準備對韓愈處以極刑。朝臣裴度等奏言韓愈忠直，乃貶為潮州刺史。後來多服金丹性轉躁急，左右宦官往往獲罪。宦官集團又分為兩派，吐突承璀一派策劃立李惲為太子，梁守謙、王守澄一派擁護李恒為太子。
公元820年正月庚子日夜間，王守澄、陳誌宏等宦官為了立李恒為帝，潛入寢宮謀殺了唐憲宗，然後守住宮門，不準朝臣入內，偽稱皇上“誤服丹石，毒發暴崩”，並假傳遺詔，命李恒即位，還刺殺了吐突承璀。
從此，唐朝皇帝的廢立，都由宦官所操縱。唐朝無可救藥地衰落下去。