和李晟助伐朱泚，帝欲亲征咸阳督战。李怀光恐失兵权，密谋反叛。时李建徽与李晟联营，晟假传诏令移军。数日后怀光果劫并其军。
帝至梁州授晟宰相，叹早用晟可安三蜀。晟泣受命，修城练兵谋复京。晟佯献怀光以周旋，暗备粮械。待战备充足晟誓师讨逆，三军感泣。
时朱泚盗据京城李怀光谋反，河朔三镇割据。李晟孤军抗敌，以忠义感召英豪归附。三月李怀光东掠奉天，部将孟涉、段威勇率众投晟，获封官职。
五月李晟至通化门耀兵，部署诸将联合作战。夜晟移师，登高布阵。叛将张庭芝等逼战，晟遣吴诜迎击。当时华州军营在背面，兵力少，敌军合力攻，李晟派李演率军救援大败敌军，残部逃入白华。
次日李晟执意乘胜追击，分派骑兵步兵攻破苑墙木栅。史万顷首破栅栏，王佖率骑突入，段诚谏被俘。姚令言等顽抗未果，千骑突袭时李晟亲率百骑击溃。朱泚、姚令言逃亡，李晟遣田子奇追击余党。降。
当天李晟率军进京城，驻军，李晟号令军士五天内不能联络家人，派京兆尹李齐运安抚晓谕百姓。将士秋无犯，士人百姓感激喜悦。二十九日令孟涉驻军白华，李晟自屯驻。这天敌将李希倩等八人被斩首示众。
六月李晟收复京师消息传到梁州，德宗喜极而泣，群臣山呼万岁。不久李晟被授任为司徒兼中书令。七月德宗返京，李晟率军迎驾，百姓夹道。李晟谒见受封赏，追赠父母，赐宅，立碑由太子书文。
李晟任凤翔尹，斩叛首王斌等。泾州田希鉴曾杀主将，晟借巡视诛之，并除余党。皇称其能治乱源。后李晟表奏右龙武将军李观担任泾原节度使，吐蕃怕。李晟常说：“河、陇吐蕃因将帅暴虐致部族离心，环境恶劣、赋税繁重，民众纷纷归唐。
尚结赞设反间计除唐将，贞元二年九月吐蕃攻陇州，李晟遣王佖伏击获胜。十月李晟破摧沙堡后，尚结赞屡求和。李晟称戎狄无信当拒，韩滉支持，然帝疑将帅邀功拒战。韩滉去世后张延赏继任宰相，与李晟不和，屡进谗言致其被夺兵权。后任李晟为太尉。五月浑瑊平凉会盟遭吐蕃劫持，仅以身免。六月马燧亦因中计被罢。
李晟失兵权后深居简出。丁琼受张延赏排挤，怂恿李晟谋变，遭李晟擒奏。贞元四年诏立李晟五庙。五年帝于延英殿召李晟、马燧，命太子书诏彰其功，晟刻诏立石为记。
李晟在凤翔时直言，行军司马李叔度称谏言非武将之责，李晟驳斥，任相后常直谏。他处事缜密，治军赏罚分明，教子严格
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