Đầu năm 784, Hoàng thượng theo đề xuất của Lục Chí, ban chiếu thư tự trách mình không biết nghe lời can gián, để cho gian nhân thao túng mà nghi ngờ tướng lĩnh khiến họ nổi loạn, sau đó hạ lệnh xá tội cho tất cả những người đã tạo phản trước kia, trong đó có Lý Hi Liệt. Triều đình đề nghị các trấn quy thuận, hứa sẽ không can thiệp vào công việc nội bộ của họ nữa. Vương Vũ Tuấn, Điền Duyệt và Lý Nạp đều đồng ý từ bỏ vương hiệu, sai sứ dâng biểu tạ lỗi với triều đình[22]. Lý Hi Liệt ý thế mạnh vẫn không phục và quyết định tự lập. Mùa xuân năm 784, Lý Hi Liệt tự xưng là hoàng đế nước Đại Sở, niên hiệu Vũ Thành[5]. Lấy Tôn Quảng, Trịnh Bí, Lý Thụ, Lý Nguyên Bình làm tể tướng, gọi Biện chây là Đại Lương phủ, phong Lý Thanh Khư làm phủ doãn.

Do thứ sử Thọ châu (thuộc địa phận An Huy) không phục mình, Lý Hi Liệt sai Đỗ Thiếu Thành tấn công Thọ châu nhưng thất bại. Tại chiến dịch Ngạc châu[25] thì quân Sở bị Lý Kiêm đẩy lui. Hi Liệt đưa quân đánh Ninh Lăng[26], yêu cầu Lý Thừa giúp mình, Thừa tự chối. Không lâu sau tướng Lưu Xương ở Ninh Lăng nhận được viện binh từ Tiết độ sứ Chiết Giang Tây Đạo[27] là Hàn Hoảng bèn điều ra chống giữ, Lý Hi Liệt phải lui quân.

Cuối năm 784, Chu Thử bị diệt, Đường Đức Tông trở về Trường An. Do anh của ông là Lý Hi Thiến tham gia vào lực lượng của Chu Thử và bị giết nên ông tỏ ra tức giận, liền cho giết chết Nhan Chân Khanh. Rồi sai Địch Huy quân đánh Trần châu[5][28], bị Lưu Hiệp và Lý Nạp đại phá, Địch Huy bị bắt. Lý Thừa cũng trở mặt và quay về với triều đình, hội quân cùng Lưu Hiệp đánh đến Biện châu[2]. Lý Hi Liệt hoảng sợ bỏ chạy về Thái châu. Các tướng Điền Hoài Trân đem Biện châu đầu hàng triều đình. Lý Hi Liệt cố gắng đem quân lấy được Đặng châu[29] vào đầu năm 785. Vào mùa thu cùng năm, Đức Tông nghe lời của Lục Chí, lệnh quân tướng chỉ nên tự vệ nếu Lý Hi Liệt tấn công, chưa nên tấn công vào Thái châu. Đồng thời Đức Tông hạ chiếu thuyết phục Lý Hi Liệt đầu hàng, hứa sẽ không giết ông. Lý Hi Liệt không nghe và tiếp tục phản kháng triều đình, nhưng vẫn thất bại, lãnh thổ nước Sở ngày một thu hẹp.

Mùa xuân năm 786, Lý Hi Liệt ăn phải thịt bò có bệnh, mời thái y đến chữa. Tướng dưới quyền ông là Trần Tiên Kì thấy nước Sở suy yếu, nảy ý giết ông rồi đầu hàng nhà Đường. Được sự khuyến khích của Dữu thị, một người thiếp yêu của Lý Hi Liệt, Trần Tiên Kì mua chuộc thái y đầu độc hạ sát Lý Hi Liệt. Con trai Hi Liệt tìm cách nắm quyền cai trị Hoài Tây rồi sẽ đầu hàng triều đình, nhưng nhanh chóng bị Trần Tiên Kì giết chết. Trần Tiên Kì giết vợ con, anh em của ông tổng cộng 16 người (kể cả ông là 17), gửi đầu của họ về Trường An[5][30]. Tướng Hoài Tây là Ngô Thiếu Thành muốn báo thù cho ông, đã nổi dậy giết Trần Tiên Kì và Dữu thị, tự xưng là Tiết độ sứ ở Hoài Tây. Triều đình nhà Đường công nhận Ngô Thiếu Thành là Tiết độ sứ.