至德二年九月，唐朝的天下兵馬大元帥，廣平王李俶率蕃漢軍隊15萬進攻長安，所有的準備已經就緒，即將出發。
回紇五萬騎兵從北麵逼近長安，葉護登裏進宮參見唐肅宗。唐肅宗專門為登裏設宴，出征將帥都來陪同。為了平叛大局，郭子儀在宴會上主動與登裏親近修好，精誠團結，共同發誓要平定國難。
天子餞行，將士們意氣風發，鬥誌昂揚。十五萬大軍，除了郭家軍外，還有眾多的名將，李嗣業、王思禮、王難得各率精兵，浩浩蕩蕩向長安進發。
李歸仁得到唐軍進攻的消息，知道這次不同以往，唐軍借來了五萬回紇精騎，戰鬥力大增，以目前的實力，很難守住。他向朝廷上奏，請求撤退。
嚴莊向安慶緒上奏：“李歸仁上奏，唐軍將大舉進攻長安，請求退入關內。此議不妥，長安是唐朝的象征，如果讓唐軍占領了長安，他們的士氣就會迅速高漲，李亨的號召力就會大幅度上升，燕朝要想推翻唐朝就不可能了，而且有覆滅的危險。”
安慶緒說道：“下詔告訴他和田乾真，不準退卻，要嚴防死守，決不能輕易放棄。”李歸仁接到聖旨，調動長安地區的燕朝軍隊，與田乾真一起，在長安建立防線，抵抗唐軍。田乾真駐守潼關，防止唐軍四麵包圍。
郭子儀會合各路唐軍，加上精銳的回紇騎兵，已經兵臨城下。雙方在長安外擺下陣式。
回紇兵想到長安城裏的金銀財寶和美麗的唐朝女子，巴不得立刻攻下城池，五萬精騎向燕軍陣地發起衝鋒。
李歸仁用遠程打擊武器向衝鋒的隊伍密集射擊，回紇軍士雖然勇猛，但抵擋不住車駑、伏遠駑等各種先進打擊武器的射擊。衝鋒的軍士紛紛倒下，失去騎兵的受驚戰馬，到處亂跑，衝亂了攻擊隊形，回紇兵不能接近燕軍的陣地。而且傷亡慘重，不得不退了下來。
郭子儀調動唐軍的遠程打擊武器，掩護回紇軍士衝鋒，戰鬥十分慘烈。回紇軍士十分勇猛，他們眠不畏死，催動戰馬，舞動彎刀，前赴後繼，向燕軍陣地狂攻不歇。
燕軍的防守部隊，利用柵欄防禦體係，各種駑箭向衝擊軍隊猛烈射擊。但郭子儀將朔方軍中最先進的車駑都搬來了，這些遠程打擊武器是他多年經營的，十分利害。他親自指揮，對燕軍的弓駑手集中射擊。
燕軍雖然有柵欄的防禦，但對方的打擊太強，操作駑箭的弓駑手不能露頭，傷亡嚴重。雙方硬碰硬的大戰幾天，李歸仁有些吃不消了，他的兵少，這樣耗下去，不是辦法，主動後撤。
九月二十七日，雙方在長安城西再次展開大戰。李歸仁出陣挑戰，李嗣業出陣應戰，兩人在兩軍陣前撕殺，大戰兩百多個回合，不分勝負。
李歸仁假裝不敵，詐敗逃回陣中，唐軍奮起追擊。大隊人馬向前猛衝，剛剛到達燕軍陣前，安守忠帶領軍士突然殺出，向衝鋒的唐軍攻擊。李歸仁也轉身殺回，唐軍遭受這突如其來猛烈攻擊，隊形大亂，丟棄大量軍用物資，連連敗退。燕軍乘機搶奪唐軍丟下的物資，李嗣業衝在最前，麵對敵人的包圍，不慌不亂，身先士卒，奮勇殺敵，這才穩住了唐軍陣腳。
另一唐將王難得在混戰中，眼睛中箭，但他全然不顧自己的傷勢，仍奮勇作戰，不下戰場。雙方混戰多時，不分勝敗，隻好嗚金收兵。