李嗣业不敢怠慢，接到诏书后便快马加鞭赶到凤翔。唐肃宗见到李嗣业后说：“有你统兵，胜过几万军队”。今日得卿，贤胜数万众，事之济否，实在卿
李嗣业走马上任后，仍旧不改身先士卒的传统。所以攻无不克，唐肃宗也封他为四镇、伊西、北庭行军兵马使。
至德二年九月，李嗣业随广平王李豫和郭子仪等人收复长安的大战。收复长安大战中，李嗣业担任前军统帅。
他带着陌刀队很快就推进到了叛军阵营前方，叛军倾巢而出。李嗣业拿出陌刀，冲在最前面，跟叛军杀红了眼。
而唐军看李嗣业如此勇猛，都纷纷跟着李嗣业亮起陌刀，杀声震天。而叛军骑兵遇到陌刀队，“人马俱碎”，溃不成军。
最后叛军大败，被斩首六万余人。其余残军大败而逃，长安收复，随后唐肃宗李亨率领群臣返回长安。
公元758年，唐肃宗再度调集括郭子仪、河东节度使李光弼、关内节度使王思礼、北庭行营节度李嗣业等人围攻安庆绪驻守的邺城，也就是相州。
同时，唐肃宗任命宦官鱼朝恩为观军使，实则是监军。就是这个昏招让一代李嗣业马革裹尸，血洒疆场。
鱼朝恩的瞎指挥下，李嗣业部队陷入叛军包围圈中，而李嗣业被叛军的流矢射中，身负箭伤。
原本经过几天的修养，李嗣业的病快好了，可叛军又来挑衅，李嗣业不顾旧伤，准备上战场，于是大叫一声，结果伤口破裂，吐血而亡。中流矢，卧帐中，方愈，忽闻金鼓声，知与贼战，大呼，创溃，血流数升卒。
后来江湖流传一首诗，据说是李嗣业写的：西北望，黄沙漫卷苍茫，狼烟急，虏骑猖，人臣安可坐消亡？东南望，山河万里雄壮。天欲倾，国有殇，断头相见又何妨？
荡气回肠，不愧是一代边关名将，大唐军魂！
