黃巢見義軍節節敗退，糧食也將吃光，便暗中籌謀逃離長安，他派出三萬兵馬扼守住藍田這一向南出走的要道，為撤離長安做好準備。同年四月，唐朝各路兵馬從四麵八方會集京師。李克用與王重榮、王處存率先出戰。
黃巢率大軍於渭橋迎戰，一日三戰，連戰失利。此時，拓跋思恭、鄭畋等唐軍也乘機發起攻擊，義軍大敗。於是，李克用命令大軍駐紮渭橋，騎兵則布置在渭北，李克用每天夜間都命令將領薛誌勤、康君立偷偷進入長安城，焚燒黃巢積聚的財物，斬殺虜獲黃巢的人馬，然後再退出，使義軍大為驚慌恐懼。義軍經過頑強爭戰，卻終究不能取勝。
中和三年（公元883年）四月，黃巢放火焚燒宮殿後連夜撤離長安。黃巢揚言進取徐州，實際上卻經藍田關進入了商山（今商縣東）。在撤退中，義軍把輜重珍貨遺棄於道路，官軍在長安大肆搶掠之後，又在路上爭先拾取財物，不再追擊，故黃巢“得整軍而去”。
唐軍收複長安後，楊複光派遣使臣向唐僖宗報捷，朝中百官都向皇上恭賀。這時，宦官田令孜欲奪取收複長安之功，向皇帝進讒言，奏稱王鐸討剿黃巢時間長久而沒立功，最後采用宦官楊複光策略，召來沙陀軍李克用才擊敗賊寇，因而罷免了王鐸，貶為檢校司徒、義成節度使。又任命副都統崔安潛為東都留守，命都監西門思恭為右神策中尉，充任諸道租庸兼催促諸道進軍等使。
田令孜還自以為建議唐僖宗出走蜀地、收藏傳國寶和各先帝的畫像、散發家中資財犒賞官軍有功，便指令宰相、藩鎮使一同請求為他恩加賞賜，唐僖宗於是任命田令孜為神策十軍兼南牙十二衛觀軍容使。
五月，田令孜為拉攏楊複光，建議朝廷為表揚楊複光的“豐功偉績”，下詔進封他為開府儀同三司、同華製置使，封弘農郡公，賜號“資忠輝武民國乎難功臣”。同時，為朱玫、李克用、東方逵加封同平章事。將陝州升格為節度，任命王重盈為節度使。又在延州建立保塞軍，任命保大行軍司馬、延州刺史李孝恭為節度使。
當時，李克用年僅28歲，在各位將領中最年輕，可是打敗黃巢、收複長安，李克用的功勞實屬第一，軍隊實力也最強大，各位將領對他都很畏懼。
李克用的一隻眼睛失明，當時人們都叫他“獨眼龍”。他從長安帶領軍隊回到雁門，不久唐僖宗又頒詔，任命李克用為河東節度使，召令鄭從讜前往成du六月，楊複光突然得病，死在河中，他一手提拔起來的大小軍官，聞聽此訊，痛哭流涕，僖宗為了緬懷他的功績，贈觀軍容使，諡號忠肅。
最後，僖宗頒詔，留下忠武軍等二萬人，委派大明宮留守王徽和京畿製置使田從異進行處置，駐守護衛長安。其他各路唐軍繼續剿殺黃巢義軍。