十月八日，回纥、吐蕃联军包围了泾阳，郭子仪命令众将严阵以待，固守不战。当时郭子仪率领的唐军仅有一万余人，被敌人包围得里三层外三层。郭子仪命令李国臣、高升在东面抵御，魏楚玉部署在南面，陈回光在西面，朱元琮在北面，郭子仪本人则率领两千骑兵往来四方。傍晚，敌军退守北面高地安营。次日，又来到城下。敌人问：“这是谁呀？”唐军回答：“郭令公。”回纥人又问：“郭令公还活着吗？仆固怀恩说天可汗已经驾崩，令公也去世了，我们才来。”当时，回纥人和吐蕃人都已经听说了仆固怀恩已死的消息，双方没了主帅，争当老大，弄得很不愉快，相互提防，分开扎营。
回纥人驻扎在泾阳城西，郭子仪看出其中的端倪后，即派遣牙将李光瓒等人前去接洽，说服一起进攻吐蕃。回纥人问：“令公还活着，那天可汗呢？”回答：“皇帝万寿无疆。”回纥人说：“仆固怀恩骗了我们。”但回纥人还不确信，说：“郭大人真的就在此地吗？你不是骗我的吧。如果郭令公真的在此，我们能见见吗？”李光瓒回城复命。郭子仪说：“如今众寡不敌，难以争锋，昔日我们与回纥交情很深【郭子仪过去曾与回纥人一起平定河曲同罗叛乱；回纥帮助收复两京时，郭子仪又对他们十分厚待】，不如前去说服他们，可不战而胜。”众将请求挑选五百铁骑作为随从，郭子仪制止道：“这样一来反而会惹出麻烦。”郭晞挡在父亲的马前劝谏说：“他们都是些豺狼之人，大人您是国家的元帅，为何如此轻易把自己交给敌人呢？”时年已六十八岁的郭子仪早已将生死置之度外，他慷慨说道：“今日与敌决战，则父子都要战死，国家也将陷于危险之中；我只身前去，以至诚之言说服他们，也许会被我说动，则是四海之福啊！一旦不行，我虽身死而全家能够保全。”说完，他手持马鞭拍打郭晞的手，说道：“放开！”遂打开城门身边仅带几名骑兵出城。
回纥人的确已产生了很大矛盾，他们在与吐蕃的交往中发现吐蕃人太蛮横无礼。李光瓒走后，回纥人思来想去，临时改变主意，决定联合唐军袭击吐蕃人。其首领罗达干等人随即率领两千骑兵来到泾阳城下，郭子仪率领数千人马出城与其见面（《资治通鉴》称郭子仪只带几名骑兵，但《两唐书》均没有这种记载，真实情况当是：郭子仪最后与回纥人见面时身边就几个侍卫，出城时当有数千人）。郭子仪命人对回纥人说道：“令公来了！”回纥人大吃一惊！
回纥人通过翻译传话：“我们来此没有恶意，就是要见见郭令公。”郭子仪说：“我就是。”回纥人说：“请你卸掉头盔。”郭子仪遂解下头盔，策马上前。回纥酋长们仔细端详，说道：“真是郭令公啊！”当时，太子太保李光进和兼御史大夫路嗣恭二人全副武装跨马分别护卫在郭子仪两侧，郭子仪对回纥人说：“这个是渭北节度使李太保，这一位是朔方军粮使路大夫。”回纥人听后，纷纷下马叩拜，说：“真是我父啊！”叩拜之际，回纥两翼各数百人逐渐朝前靠拢看热闹，郭子仪身后的唐军见状，也纷纷策马上前，郭子仪挥手让唐军后退。郭子仪命人拿来美酒给众酋长喝，又赠给他们三千匹缠头绸缎作为见面礼。
这时，回纥统帅是登里可汗的弟弟合胡禄都督药葛罗，他一直驻马阵前，弯弓搭箭，警惕地注视着前方的一举一动。郭子仪脱去头盔、解下铠甲、丢掉长枪，翻身下马，径直走到药葛罗的前面，拉住他的双手，责备他说：“我们国家知道你们回纥于我立有大功，给予你们丰厚的回报，你们为何违背盟约，侵犯我京畿？我肯定要与你们死战，岂能来降？况且，仆固怀恩背叛君主，丢下老母，这种背恩忘义之人对你们国家又有什么益处！我只身来到你们军中，任凭你处置，可是，我麾下的将士们还是要与你们死战的。”药葛罗命翻译回答：“仆固怀恩忘恩负义，欺骗可汗说，大唐天子已经逃到江淮一带了，令公大人也不再统帅军队，中国无主，我这才敢前来。如今已经知道天可汗还在京师，郭令公您就在此统兵，仆固怀恩又被上天所杀，我们怎可能与令公交战呢？”郭子仪趁机劝说道：“吐蕃无道，趁我国有乱，不顾舅甥之亲，蚕食我边疆，焚烧我京畿，劫掠我无数财物，马牛杂畜，漫山遍野，绵延数百里，这些财物都是上天赏赐给你们的啊。保全自己的军队，又延续两国的友好关系，还能击破敌人夺取财物，再没有比这更好的事了，机不可失！”药葛罗说：“我受仆固怀恩的欺骗，实在是太对不起您了，今日希望替令公出力，进攻吐蕃以谢罪。然而，仆固怀恩的儿子，是可敦的兄弟，希望大人饶他一命。”郭子仪点头答应。
于是，药葛罗与宰相磨咄莫贺达干、宰相暾莫贺达干、宰相护都毗伽将军、宰相揭拉裴罗达干、宰相梅录大将军罗达干、平章事海盈阙达干等齐集在郭子仪面前，郭子仪取酒与他们共饮。饮酒前，郭子仪先拿起酒杯，药葛罗请郭子仪赌咒发誓，郭子仪以酒洒地赌咒道：“大唐天子万万岁！回纥可汗亦万岁！两国将相亦万岁！若起负心违背盟约者，身死阵前，家口屠戮！”药葛罗等人听了郭子仪发下的毒咒，都相顾失色，但等到他们拿来酒杯，也表示同意，说道：“如令公盟约。”盟誓后，回纥各位酋长都非常高兴，说道：“我们刚出发时，两个巫师说：‘此行大安稳，然不与唐家兵马斗，见一大人即归。’今日领兵见到令公，令公不生疑心，脱去衣甲，单骑相见，谁人有此心胆！真的是不战斗而见一大人，巫师说的话真的应验了！”欢呼了很久。郭子仪一一抚摸酋长们的脊背，予以安抚，众酋长将郭子仪赠送的缠头彩又分出一些赏给巫师，郭子仪与回纥人定约而还。当晚，吐蕃人听说后，即率军撤去。第二天，回纥人派首领古野那（又记作石野那）等六人入京朝见唐代宗。
药葛罗即率领回纥大军北上追击吐蕃，郭子仪也派遣朔方先锋兵马使白元光（其先祖为突厥人）率领精锐骑兵与回纥人一起北进。十五日，回纥、唐联军在灵台（今甘肃省灵台县）以西五十里的赤山岭追上了吐蕃军队。当晚月亮很亮，白元光想让天气阴暗一些，回纥人就请巫师作法，天气突然变冷，刮风下起雪来。第二天清晨，当联军即将发起攻击时，吐蕃人全都冻得瑟瑟发抖，弓箭失去作用，身披毛毯缓缓行进，联军遂发起进攻，击破吐蕃十余万人，斩杀五万余级，生擒一万余人，缴获骆驼、牛、羊、马数不胜数，夺回被掳掠的唐朝人五千多人。《资治通鉴》称，杀吐蕃上万人，夺回被掳掠的唐人四千人。十八日，联军又在泾州以东再次击破吐蕃。十九日，仆固怀恩部将张休藏等人率部投降。二十三日，唐代宗取消亲征，长安解除戒严。
郭子仪认为仆固怀恩的侄儿仆固名臣、李建忠都是朔方猛将，担心他们逃到外国，遂请求唐代宗赦免其罪，予以招抚。唐代宗下诏赦免了他们的罪过，命回纥人将其送还。十月二十四日，仆固名臣率领一千骑兵归降。郭子仪又命开府仪同三司慕容休贞写信招诱党项头领郑庭、郝德等人，这些人也都前往凤翔请降了。二十七日，回纥胡禄部落都督等二百余人来到长安拜见唐代宗，唐朝赏赐给他们十万匹布帛，国库因此空虚，只好停发百官的工资。