公元758年6月,因史思明暗地裡與叛軍多有來往,又加之不斷招兵買馬,遭到朝臣與唐肅宗的猜忌。同年9月,唐肅宗派遣郭子儀等九位節度使率兵20萬進攻安慶緒。同年10月,安慶緒連戰連敗,被圍困在鄴城,請求史思明發兵救援。同年12月,史思明在得知唐肅宗猜忌於他後,率兵攻陷魏州,再次叛亂。
公元759年3月,史思明親自率領13萬大軍,去馳援安慶緒,因唐軍倉促應戰,又加之天氣原因,導致兵敗,鄴城之圍解除後,安慶緒出城迎接史思明,史思明以弒父不孝的罪名殺了安慶緒和他的四個弟弟及其親近黨羽。同年4月,史思明在范陽自稱大燕皇帝。同年9月,史思明率兵南下,攻陷東都洛陽,將李光弼包圍在河陽,李光弼堅守河陽城,史思明久攻不下,無計可施,於是率領大軍返回洛陽城。
公元760年,唐軍反攻洛陽,但被史思明軍所敗,損折了數千人。
公元761年,史思明用計打敗李光弼,唐軍被迫放棄河陽和懷州兩城,史思明乘勝向長安進犯,但在途中被其子史朝義殺死,史思明死後,史朝義登基稱帝。