Năm 779, Đường Đức Tông lên ngôi[9]. Gia phong Ngự sử đại phu, Hoài Tây tiết độ chi độ Doanh điền quan sát sứ, sau chính thức phong ông làm Tiết độ sứ Hoài Tây[5]. Năm Kiến Trung nguyên niên, gia Kiểm giáo Lễ bộ thượng thư. Lý Hi Liệt nhiều lần dâng tấu đề nghị Đức Tông hạn chế thế lực của các phiên trấn như Lý Chánh Kỉ ở Tri Thanh[10], Điền Thừa Tự ở Ngụy Bác[11] và Lý Bảo Thần ở Thành Đức[12] và Lương Sùng Nghĩa ở Sơn Nam Đông Đạo; rất hợp với ý của Đức Tông, vì thế Lý Hi Liệt được tin tưởng hơn trước.

Năm 781, Lý Bảo Thần ở Thành Đức qua đi, con là Lý Duy Nhạc lên nắm quyền, nhưng triều đình nhà Đường không công nhận. Lý Duy Nhạc liền liên kết với Điền Duyệt ở Ngụy Bác, Lương Sùng Nghĩa ở Sơn Nam Đông Đạo và Lý Chánh Kỉ ở Tri Thanh cùng nhau kháng cự triều mệnh. Trong bốn trấn này thì Lương Sùng Nghĩa là phiên trấn có thế lực yếu nhất, các trấn xung quanh ông đều vẫn còn trung thành với triều đình, vì thế Sùng Nghĩa tỏ ra thận trọng hơn, chưa dám công khai gây chiến. Vua Đức Tông biết tin hạ lệnh triệu hồi Lương Sùng Nghĩa đến Trường An, từ đó Sùng Nghĩa quyết tâm phản lại triều đình.

Mùa hạ năm 781, tháng 6 ÂL, Đức Tông triệu tập các tiết độ sứ thảo phạt Lương Sùng Nghĩa, trong đó quân Hoài Tây là lực lượng chủ chốt. Có chiếu phong Lý Hi Liệt làm Nam Bình quận vương, kiêm Hán Bắc đô tri chư binh mã chiêu phủ xử trí sứ, ra quân đánh Lương Sùng Nghĩa[5]. Tể tướng Dương Viêm ra sức can ngăn, cho rằng trước kia Lý Hi Liệt đã phản lại chủ cũ, tức Lý Trung Thần thì quả là người không đáng tin. Đức Tông không nghe, còn hạ chiếu biểu dương sự trung thành của ông. Đại thần Lý Thừa dâng sớ cảnh báo rằng nếu Lý Hi Liệt đánh bại Lương Sùng Nghĩa rồi thì sẽ càng kiêu ngạo bất phục, về sau sẽ khó khống chế. Lúc Lý Hi Liệt tiến quân vào giữa mùa mưa nên hành quân chậm, gian tướng Lư Kỉ vốn có hiềm khích với Dương Viêm, tấu rằng Lý Hi Liệt chậm trễ trong việc tiến quân là do bất mãn với Dương Viêm, kết quả là Đức Tông bãi chức Dương Viêm, dùng Lư Kỉ làm tể tướng. Lúc này Lương Sùng Nghĩa cử quân tấn công Giang Lăng, mở đường tiến xuống phía nam, nhưng bị Lý Hi Liệt đánh bại một trận lớn ở Tứ Vọng (Tương Phàn hiện nay), phải lui về Tương châu, tập hợp quân lính ở hai châu Tương, Đặng cùng chống lại sự tấn công của triều đình. Lý Hi Liệt tiến quân về phía tây bắc, đến được Tương châu. Lương Sùng Nghĩa cho quân đánh úp trại của Lý Hi Liệt tại Lâm Hán (gần Tương châu), giết được vài trăm sĩ tốt. Lý Hi Liệt cử quân cứu viện. Các tướng Sơn Nam là Địch Huy và Đỗ Thiếu Thành bị tấn công và đánh bại quân Sơn Nam tại Man Thủy[13] và Sơ Khẩu (thuộc Tương châu), sau đó đầu hàng Lý Hi Liệt. Ông chia quân cho họ, giao nhiệm vụ tiến công vào Tương Dương (trị sở của Tương châu). Lương Sùng Nghĩa ra trận đốc thúc quân sĩ chiến đấu, nhưng chẳng ai nghe lệnh, quân sĩ phá cửa thành bỏ chạy. Sùng Nghĩa tuyệt vọng liền cùng thê thiếp và các con nhảy xuống giếng, tự tử[14]. Lý Hi Liệt cho lôi cái xác của Lương Sùng Nghĩa lên, cắt đầu rồi gửi đến Trường An, lại giết một số thân thích và thân hữu của Sùng Nghĩa, cùng khoảng 3000 quân sĩ tham gia vào chiến dịch Lâm Hán. Có chiếu lấy công phong cho Lý Hi Liệt là Kiểm giáo hữu phó xạ, Đồng trung thư môn hạ bình chương sự, thực phong 500 hộ.