神策军家族多陷于泚，晟家亦百口在贼中，左右或有言及家者，晟因泣下曰："乘舆何在，而敢恤家乎！"泚又使晟小吏王无忌之婿诣晟军，且曰："公家无恙，城中有书闻。"晟曰："尔敢与贼为间！"遽命斩之。时转输不至，盛夏军士或衣裘褐，晟亦同劳苦，每以大义奋激士心，卒无离叛者。会将吏数辈自贼中逃来，言泚众携离可灭之状，士心益奋。先是，贼将姚令言及伪中丞崔宣咸使谍觇我军，为逻骑所得，拘送于晟，晟解缚，食而遣之，诫之曰："尔报崔宣，善为贼守，诸人勉力自固，勿不忠于贼也！"
五月三日，晟引军抵通化门，耀武而还，贼不敢出。晨集将佐，图兵所向，诸将曰："先拔外城，既有市里，然后北清宫阙。"晟曰："若先收坊市，巷陌隘狭，间以居人，若贼设伏格斗，百姓嚣溃，非计也。且贼重兵坚甲，皆在苑中，若自苑击其心腹，彼将图走不暇，如此则宫阙保安，市不易肆，计之上也。"诸将曰："善"。乃移书瑊、骆元光、尚可孤，克期进军于城下。
其月二十五日夜，晟自东渭桥移军于光泰门外米仓村，以薄京城。晟临高指麾，令设壕栅以候贼军。俄而贼众大至，贼骁将张庭芝、李希倩逼栅求战，晟谓诸将曰："吾恐贼不出，今冒死而来，天赞我也！"勒吴诜、康英俊、史万顷、孟涉等纵兵击之。时华州营在北，兵少，贼併力攻之，晟遣李演、孟华以精卒救之。中军鼓噪，演力战，大破之，乘胜入光泰门；再战，又败之，僵尸蔽地，余众走入白华，夜闻恸哭之声。
翌日，将复出师，诸将请待西军至，则左右夹攻。晟曰："贼既伤败，须乘胜扑灭，若俟其有备，岂王师之利耶！如待西军，恐失机便。"二十八日，晟大集诸将骆元光、尚可孤，兵马使吴诜、王佖，都虞候邢君牙、李演、史万顷，神策将孟涉、康英俊，华州将郭审金、权文成，商州将彭元俊等，号令誓师毕，陈兵于光泰门外。乃使王佖、李演率骑军，史万顷领步卒，直抵苑墙神麚村。晟先是夜使人开苑墙二百余步，至是贼已树木栅之，贼倚栅拒战。晟叱军士曰："安得纵贼如此，当先斩公等！"万顷惧，先登，拔栅而入，王佖骑军继进，贼即奔溃，获贼将段诚谏，大军分道并入，鼓噪雷动。姚令言、张庭芝、李希倩犹力捍官军，晟令决胜军使唐良臣、兵马使赵光铣、杨万荣、孟日华等步骑齐进，贼军阵成而屡北。战十余合，乘胜驱蹙，至于白华。忽有贼骑千余出于官军之背，晟以麾下百余骑驰之，左右呼曰："相公来！"贼闻之惊溃，官军追斩，不可胜计。朱泚、姚令言、张庭芝尚有众万人，相率遁走，晟遣田子奇追之，其余凶党相率来降。是日，晟军入京城，勒兵屯于含元殿前，晟舍于右金吾仗，仍号令诸军曰"晟实不武，上凭睿算，下赖士心，幸得歼厥凶渠，肃清宫禁，皆三军之力也。长安士庶，久陷贼庭，若小有震惊，则非伐罪吊人之义也。晟与公等各有家室，离别数年，今已成功，相见非晚，五日内不得辄通家信，违命者斩。"乃遣京兆尹李齐运、摄长安令陈元众、摄万年令韦上伋告喻百姓，居人安堵，秋毫无所犯。尚可孤军人有擅取贼马者，晟大将高明曜虏贼女妓一人，司马伷取贼马二匹，晟皆立斩之，莫敢忤视。士庶无不感悦，咸歔欷流涕，远坊居人，亦有经宿方知者。二十九日，令孟涉屯于白华，尚可孤屯望仙门，骆元光屯章敬寺，晟自屯于安国寺。是日，斩贼将李希倩等八人，徇于市。
六月四日，晟破贼露布至梁州，上览之感泣，群臣无不陨涕，因上寿称万岁，奏曰："李晟虔奉圣谟，荡涤凶丑。然古之树勋，力复都邑者，往往有之；至于不惊宗庙，不易市肆，长安人不识旗鼓，安堵如初，自三代以来，未之有也。"上曰："天生李晟，为社稷万人，不为朕也。"百官拜贺而退。是日，晟斩伪相李忠臣、张光晟、蒋镇、乔琳、洪经纶、崔宣等，又表守臣节不屈于贼者程镇之、刘乃、蒋沇、赵晔、薛岌等。
晟初屯渭桥时，荧惑守岁，久之方退，宾介或劝曰："今荧惑已退，皇家之利也，可速用兵。"晟曰："天子外次，人臣但当死节，垂象玄远，吾安知天道耶！"至是，谓参佐曰："前者士大夫劝晟出兵，非敢拒也，且军可用之，不可使知之。尝闻五纬盈缩无准，晟惧复来守岁，则我军不战而自溃。"参佐叹服，皆曰："非所及也。"寻拜晟司徒，兼中书令，实封一千户。