公元756年七月，太子李亨在灵武即位，是为唐肃宗，奉唐玄宗为太上皇。郭子仪率领五万朔方军为其保驾护航，“军声遂振，兴复之势，民有望焉”。
唐至德二年(公元757年)，安禄山被亲子安庆绪杀死，史思明不听安庆绪的调遣，安史集团分裂了。朝廷决定展开反击，皇子李俶被任命为天下兵马元帅，郭子仪担任天下兵马副元帅，收复两京的重任落到了郭子仪的身上。
安史叛军中的骑兵原是唐军部队中的精锐，一向勇不可挡，清渠之战中叛军9000骑兵列成长蛇之阵，两翼包抄，唐军溃败，只得退守武功（今陕西武功县）。郭子仪看到了双方实力上的差距，
力主向回纥借兵，唐肃宗把女儿宁国公主嫁给了回纥可汗，4000回纥骑兵赶至凤翔助战，唐军集结了十五万人马，由郭子仪全权指挥，
郭子仪向唐肃宗立下誓言，“此行如果不能获胜，臣将以死谢罪”。
唐军进兵长安城西，以李嗣业为前军，王思礼为后军，
郭子仪自领中军，与安守忠、李归仁的十万叛军对阵。大战开始了，唐军初战不利，抵挡不出叛军的攻势，前军统帅李嗣业眼见情势危急，
脱掉盔甲，袒露上身，挥刀斫杀，他大声呼喊，“今天不拼命死杀敌，我们就要全军覆没”，前军士兵手执大刀，所向披靡，
唐军逐渐占据了格斗的上风。叛军正面进攻未能奏效，埋伏于阵东的叛军骑兵乘机杀出，偷袭唐军后方，唐军大将仆固怀恩率领4000回纥骑兵迎头痛击，叛军骑兵伤亡殆尽，
李嗣业与回纥骑兵冲锋在前，又迂回敌后，中军在郭子仪的带领下奋勇杀敌，双方从中午一直战到晚上，唐军斩首六万余人，取得了振奋人心的大捷。安守忠、李归仁放弃长安，向东撤离。
安庆绪再度集结叛军15万人，在新店（今河南陕县西）与唐军鏖战。
叛军依山列阵，占据有利地形，唐军正面进攻不顺，回纥骑兵迂回到敌后，将叛军伏兵尽数歼灭，然后从侧翼猛攻，郭子仪率领唐军正面夹击，叛军大败，一路东逃。
安庆绪惊恐之下，只带了一千多步骑兵逃到邺城（今河南安阳），东都洛阳收复了，唐肃宗向郭子仪真情致谢，“国家再造，都是你的功劳啊”。
两京光复，郭子仪因功封司徒和代国公，从此名扬四海。接下来，就是整顿队伍，讨伐河北的叛军。
乾元元年(公元758年)，九路节度使奉诏讨伐安庆绪，其中郭子仪和李光弼功勋最著，唐肃宗没有指定元帅，仅由宦官鱼朝恩担任观军容宣慰处置使，负责协调军中大员。
郭子仪带兵从杏园（今河南汲县东南）渡河，包围卫州（今河南汲县）。
安庆绪兵分三路，发兵七万增援。郭子仪在土垒后面布置了三千弓弩手，个个箭术精湛，郭子仪告诉他们，“我假装败退，敌军必然追赶至此，到时你们万箭齐发，射杀敌军”。
交战之时，唐军后退，叛军果然追至土垒边上，伏兵箭如雨下，叛军心胆俱裂，唐军斩首四万级，获铠胄数十万，声威大振，安庆绪退回邺城（今河南安阳），坚守不出。
邺城被唐军重重包围，郭子仪引漳水灌城，邺城水漫金山，城内粮食吃完了，就吃野菜树皮，连一只老鼠都能卖到4000的天价。
从冬天一直到第二年春天，邺城还没有攻破。三月，史思明亲率五万精兵挑战唐军，激战中，忽然间狂风呼啸，飞沙走石，天昏地暗，咫尺之间看不清东南西北。
双方都阵营大乱，唐军向南溃退，叛军向北奔逃，辎械丢得漫山遍野，郭子仪带领朔方军退守河阳，拆毁了大桥。此战唐军缺乏统一指挥，损失惨重，各路王师只得撤回本镇。
邺城失利，使宦官鱼朝恩找到了借口，把责任推在郭子仪身上。
唐肃宗召郭子仪回朝，让李光弼代替他指挥朔方军。将士们哭着挽留郭子仪，郭子仪不敢违背皇命，怅然离去。
上元二年（公元761年），李光弼邙山战败，河阳失守。公元762年，太原、绎州（今山西新绎）两地驻军擅杀主帅，朝廷深以为忧。
郭子仪被唐肃宗重新启用，晋封汾阳郡王，当时郭子仪已经年满六十六岁。
叛军方面，史思明杀安庆绪，拥兵几十万与朝廷周旋。唐肃宗又病重，卧塌之上，皇帝告诉郭子仪，“河东的事就全交给你了”。
到了绛州，郭子仪按军法杀掉了王元振等数十人，军乱很快平息，郭子仪带兵接连打了几个胜仗，朝中形势变化，他又被罢免了军权。
新继位的唐代宗李豫受宦官程元振的鼓惑，猜疑郭子仪，郭子仪为了表明心迹，把唐肃宗褒扬他的上千道诏书交给了唐代宗，唐代宗深受感动，向臣子表达了自己的惭愧之意。
宝应二年（公元763年），安史之乱刚刚平定，长安兵力空虚，吐蕃起兵二十万，攻入长安，唐代宗逃到了陕州，作为关内副元帅的郭子仪收集了四千多亡散士兵，白天击鼓张旗，晚上遍地火把，
让百姓告诉吐蕃人，“郭元帅的大军从商州（从今陕西商县）打来了”，吐蕃人信以为真，迅速撤出了长安，唐代宗被迎回了皇宫。他拉住郭子仪的手，感激万分，“用卿不早，故及于此”。
广德二年（公元764年），仆固怀恩不满朝廷封赏，纵兵