Năm 779, Đại Tông băng, Đức Tông lên nối ngôi[10][13]. Không bao lâu sau, Đức Tông xuống chiếu phong Quách Tử Nghi làm Thượng phụ, một danh hiệu hết sức vinh dự, nhưng thực ra vua ngấm ngầm tước binh quyền của Tử Nghi. Trấn Sóc Phương sau đó được phân chia cho các bộ tướng cũ của Tử Nghi như Hồn Giám, Thường Khiêm Quang và cả ông, trong đó Lý Hoài Quang được cử làm Kiểm giáo Hình bộ thượng thư kiêm Hà Trung doãn, Thứ sử Bân châu, Tiết độ sứ Bân Ninh, quản lý các châu Bân, Ninh, Khánh, Tấn, Hàng, Từ, Thấp tổng cộng 7 châu[3]. Hoài Quang trấn nhậm vùng đất phía tây, Thổ Phiên nhiều năm không dám sang xâm lấn, trấn của ông trở thành một căn cứ phòng bị vững chắc cho mặt trận phía tây Đại Đường. Trong khi đó dưới trướng Lý Hoài Quang có một số tướng tỏ ra bất phục gồm Sử Kháng, Bàng Tiên Hạc, Trương Hiến Minh, Lý Quang Dật. Theo đề xuất của hoạn quan được triều đình gửi đến là Địch Văn Tú, Hoài Quang ra lệnh cho các tướng này đến Trường An tham gia lực lượng cấm quân bảo vệ hoàng thượng, và khi các tướng này vừa rời khỏi Bân châu thì ông sai người đuổi theo bắt giết, lấy cớ rằng do trước đó năm 773 những tướng này từng thua trận nhục nhã khi ở dưới trướng Hồn Giám[14].

Năm 780, Tiết độ sứ Kinh Nguyên[15] là Đoàn Tú Thực bị tể tướng Dương Viêm ghét bỏ và bị giáng chức làm Tư nông. Lúc bấy giờ Đức Tông phong cho Lý Hoài Quang kiêm nhiệm làm Kính châu thứ sử, Kinh Nguyên tứ trấn Bắc Đình tiết độ sứ. Do có tư oán từ trước nên khi nhận chức ở Kinh Nguyên, Lý Hoài Quang sát hại nhiều cựu tướng Sóc Phương như Ôn Nho Nhã, khiến quân sĩ dưới quyền không vừa ý. Lưu Văn Hỉ nắm lấy cơ hội đó liền xúi giục quân sĩ, chiếm thành làm loạn và yêu cầu triều đình bãi chức Lý Hoài Quang, cho Đoàn Tú Thực về trấn. Đức Tông quyết định cử Chu Thử đem quân đánh dẹp, thay thế Lý Hoài Quang nắm quyền ở Kinh Nguyên. Lưu Văn Hỉ vẫn muốn chống lại triều đình, đã sai người đến Thổ Phiên xin viện binh. Mãi về sau, thuộc tướng dưới quyền Lưu Văn Hỉ là Lưu Hải nổi dậy giết chết Hỉ rồi đầu hàng triều đình, chấm dứt cuộc nổi loạn[14]. Năm 781, Hoài Quang được dời làm Kiểm giáo Tả phó xạ, Linh châu đại đô đốc, Thiền Vu Trấn Bắc đô hộ, Sóc Phương tiết độ sứ thay thế cho Thường Khiêm Quang, thực phong là 400 hộ, vẫn trao cho ông quyền cai quản ở Bân Ninh[16].

Bấy giờ tình hình ở Hà Bắc trở nên rối loạn với cuộc nổi dậy của bốn trấn gồm Chu Thao ở Lư Long[17], Điền Duyệt ở Ngụy Bác[18], Vương Vũ Tuấn ở Thành Đức[19] và Lý Nạp ở Tri Thanh[20]. Khi các tiết độ sứ Mã Toại và Lý Bão Chân đang bao vây Điền Duyệt ở Ngụy châu thì Chu Thao và Vương Vũ Tuấn đem quân tới cứu, đẩy lui lực lượng triều đình. Năm 782, Đường Đức Tông hạ lệnh cho Lý Hoài Quang thống lĩnh quân đội Sóc Phương gồm 15.000 người tấn công Điền Duyệt. Hoài Quang tuy dũng cảm mà vô mưu; khi đến hội quân với Mã Toại và Lý Bão Chân, ông đề nghị rằng nên cho quân tấn công ngay lập tức, trái với ý kiến của Mã Toại là nên cho quân nghỉ ngơi một vài ngày. Hoài Quang không nghe, đem quân tập kích Chu Thao ở phía tây Khiếp Sơn. Sĩ tốt tranh nhau xông vào doanh của Thao, nhưng Vương Vũ Tuấn đã đem 2000 quân kị tới cứu, chia cắt lực lượng ủng hộ triều đình, nhân đó Chu Thao đưa quân ra truy kích, quan quân thua chạy. Quân triều đình sau đó buộc phải rút quân ra khỏi Ngụy châu. Sau trận này, Lý Hoài Quang cùng Mã Toại rút quân, được triều đình gia Đồng bình chương sự, thực phong 200 hộ. Bốn trấn nổi dậy sau đó quyết định li khai với triều đình bằng việc xưng vương hiệu vào cuối năm 782[16].