Từ sau khi An Lộc Sơn nổi dậy, đất Phạm Dương tuy bề ngoài thuần phục nhưng bên trong tâm địa khó lường. Vào năm 773, Chu Thử do muốn lấy lòng triều đình nên cử Thao dẫn 3.000 quân đến Trường An, chống sự xâm lấn của Thổ Phiên. Đường Đại Tông rất mừng, cho phép Thao vào thành từ của Thông Hóa ở phía đông, rời thành từ của Khai Viễn đến vùng biên dò xét quân Thổ. Sau đó ông vào yết kiến, Đại Tông ban thưởng trọng hậu và hỏi ông

Khanh với Thử, ai có tài nhiều hơn.

Thao đáp rằng

Ai có cũng sở trường và sở đoản. Lãnh đạo tướng sĩ, phương lược thần kì thì thần không bằng Thử. Nhưng Thần năm nay chỉ mới hăm tám đã được diện kiến long nhan, Thử hơn Thần năm tuổi mà không được vào triều phượng, điều đó Thử không bằng thần[2].

Đại Tông hoan hỉ. Sau khi trở về trấn, Thao ra sức thuyết phục anh mình dâng biểu xin vào triều, thể hiện lòng trung thành. Do đó mùa thu năm 774, Chu Thử rời khỏi trấn, giao quyền chỉ huy cho Thao để đến Trường An, chỉ huy quân đội chống nhau với Thổ Phiên. Thao được triều đình phong Điện trung giám, quyền tri U châu, Lư Long tiết độ lưu hậu, kiêm Ngự sử đại phu; trong khi Chu Thử vẫn giữ chức Tiết độ sứ trên danh nghĩa. Trong thời gian này, Thao sát hại rất nhiều tướng thân tín của Chu Thử, do đó anh em xảy ra bất hòa. Chu Thử cũng do việc đó mà sợ sệt, không dám trở về trấn nữa mà xin ở lại Trường An[8]. Từ đó Thao nắm thực quyền ở Lư Long.