Quân Yên mở rộng chiến trường ra các nơi. Tới tháng 6 năm 756, An Lộc Sơn mang quân tấn công Trường An, bị tướng Kha Thư Hàn mang 20 vạn quân án ngữ trước cửa ải Đồng Quan.

An Lộc Sơn án binh lâu ngày ở Đồng Quan chưa đánh được, trong khi đó ở phía đông, các tướng nhà Đường là Quách Tử Nghi và Lý Quang Bật đang tấn công quân Yên mạnh mẽ, lấy lại được nhiều đất đai.

Giữa lúc đó, Huyền Tông nghe tin phương đông thắng trận, nôn nóng muốn diệt Yên, bèn hạ lệnh bắt Kha Thư Hàn ra quân, dù Kha Thư Hàn muốn chờ quân của Lý, Quách đánh về phối hợp nhưng vua Đường không nghe. Kha Thư Hàn bất đắc dĩ phải xuất quân. Quân Đường ở kinh kỳ vốn đông nhưng yếu ớt, bị quân Yên đánh tan tành. Hai mươi vạn quân Đường bị giết, bản thân Kha Thư Hàn bị bắt sống. Kha Thư Hàn đường cùng không thể thoát, và lại bất mãn với mệnh lệnh của vua Đường nên hàng Yên.

An Lộc Sơn thắng lớn, kéo quân vào Trường An, giết hại rất nhiều dân thường.

Đường Huyền Tông và Dương Quốc Trung hối hả bỏ chạy vào Thục[5]. Tình trạng quân Đường vô cùng hỗn loạn. Các tướng sĩ oán hận anh em Dương Quốc Trung và Dương Quý phi nên nổi loạn giết Quốc Trung và ép Huyền Tông xử tử Quý phi, nếu không sẽ không hộ giá nữa. Huyền Tông đành mang Quý phi thắt cổ ở Mã Ngôi.

Thái tử Lý Hanh lên ngôi ở Linh Vũ, tức là Đường Túc Tông, vọng tôn Huyền Tông làm thượng hoàng. Từ lúc đó quân Đường bắt đầu được tổ chức lại, phản công quân Yên.

An Lộc Sơn tuy chiếm được Trường An nhưng ngày càng to béo phì nộn, đến mức mặc quần áo cũng phải có người hầu giúp. Mắt ông cũng bị tật mờ đi, không trông rõ mọi vật. Sau khi xưng đế, An Lộc Sơn rất tự mãn và bộc lộ tính cách của một con người kiêu ngạo, tàn ác, thích trách phạt thuộc hạ. Hai thuộc hạ của An Lộc Sơn là Nghiêm Trang và Lý Trư Nhi, vốn là ân nhân giúp An Lộc Sơn khởi nghiệp bây giờ họ trở thành nạn nhân để hứng chịu những trận đòn, lời quát mắng. Do vậy hai người cùng liên kết chống lại An Lộc Sơn.

Sủng thiếp của An Lộc Sơn là Đoàn thị, có một con trai còn nhỏ tên An Khánh Ân, được cha quý chuộng và muốn lập làm người kế vị. Con thứ hai của An Lộc Sơn là An Khánh Tự có mẹ là Khang phu nhân - vợ cả của An Lộc Sơn - hiện đã lớn và có chút quyền bính trong tay. Tự biết vị thế của mình khá bấp bênh, An Khánh Tự luôn tìm cách đối phó. Cùng lúc ba người thân cận nhất của An Lộc Sơn hợp mưu nhau để trừ khử ông. Đêm năm tháng 1 năm 757, Khánh Tự, Nghiêm Trang cầm kiếm đứng phục ngoài trướng, còn Lý Trư Nhi cầm đại đao tiến thẳng vào trong, An Lộc Sơn phát hiện liền vươn tay tìm thanh bảo kiếm để đầu giường nhưng không được vì trước đó Lý Trư Nhi lén giấu đi. Lý Trư Nhi chém một nhát vào bụng An Lộc Sơn, ông chỉ còn biết hét lên "Nghiêm Trang đã phản ta!" rồi ngã xuống giường. Lúc đó ông 55 tuổi.

Sau khi ông bị hại, cuộc nổi loạn do ông phát động chống nhà Đường còn kéo dài tới năm 763 mới chấm dứt.