李九州连夜赶回京城，次日一早，郭子仪和李光弼先是虚张了一番声势，让史思明觉得朔方军还要发起猛烈的进攻，忙着在博陵城内布防，而朔方军这边，已经分批撤回了常山。
在终于知道朔方军撤走后，史思明派兵跟随其后，一路得到叛军数万人的增援，顿时声势大振。
安禄山那边也派出了蔡希德带着两万精锐的同罗兵、曳落河兵前来支援，同时命牛廷玠从范阳带着万余人前来助战。
同罗为九姓铁勒一部，原来居住在漠北克鲁伦河一带，安禄山叛乱后，受了其诱使，背叛了大唐，成了安禄山的马前卒。
曳落河则是安禄山专门从同罗、奚、契丹等部族中选拔出来的一批战士，同罗跟曳落河骑兵战斗力非常强悍，是叛军的王牌。
叛军很快兵临常山，双方又展开了数次厮杀。
退回常山城中的郭子仪则在数次击退叛军后，在恒阳采取了“深沟高垒”的计策，严阵以待。
朔方军守住常山城外小城恒阳，可以卡住叛军老巢范阳于洛阳之间的通道。
郭子仪又使用“贼来则守，去则追之，昼则耀兵，夜斫其营”的方法，使史思明等部疲于奔命，整日不得休息。
史思明的叛军也是被他这战术搅得不得安宁，原本是主动进攻的一方，反倒泄了士气，一时间叛军将士都不想在这里跟朔方军耗下去，就连史思明自己都觉得，如此在这里耗着不是办法，暗中也在寻思撤退的事宜。
折腾了叛军数日后，李光弼与郭子仪都认为此时是出战的最佳时机，于是决定尽出全军，在常山郡以东的嘉山与叛军蔡希德、史思明、尹子奇等部展开决战。
嘉山，在太行山地东端的平原上，平地而起，蜿蜒十余里，东南至博陵城六十多里，四周是旷野，为常山之门户，属战略要地，是恒阳外的制高点。
相传此山终日无影，又叫无影山。
很快，这里就要打响一场大战，一场双方的决战。
这天夜里，李光弼带着一队唐军陌刀队悄悄的由恒阳北门出城，上了城外的嘉山。
这是一支五千人的先头部队，到了山上，立即占领了各处险要，控制了进出路口。
山上原有的逃避战乱的老百姓，也被组织了起来，精壮的发给他们兵器，令随队出征，老弱的则被安排去搬运粮草，修造壁垒。
一切安排妥当后，这支部队便在山上潜伏了起来。
过了两日，恒阳城东门大开，一队唐军护送着上百辆车马出城，往东北方向行进。
待到斥候报给史思明，史思明料定朔方军是要去取粮草，决定主动出击，于是立即集结兵马，打算截击这部唐军。
这队唐军过了嘉山，见叛军已经冲杀了过来，便展开队形，以弓弩手为后，且战且退，往嘉山上撤了回去。
叛军不知是计，一直追到了嘉山脚下，团团围住嘉山。
嘉山林木茂密，乱石遍布，道路崎岖，地形复杂，叛军攻打了半天，一时难以攻上，见天色已晚，史思明这才下令鸣金收兵，就在嘉山东面扎营，准备明日天亮再战。
常山城中的郭子仪得知消息，暗自窃喜，子夜时分，派出两支部队，一队人由精锐的陌刀手组成，从北门出，靠近叛军营地北方。
另一队人则从南门出，绕到叛军南方。
两队人互为呼应，到时候正面军队一出，便南北两面夹击叛军。
郭子仪则亲自带着城中大军，出了城与嘉山上的李光弼汇合，到时候与叛军正面对阵。
常山、恒阳两城中只留了少部分士兵看守，此时叛军主力都在嘉山，郭子仪倒也不担心。
一时间，唐军已三面将叛军围住，史思明则还不知道危险即将来临，还在自家帐中盘算着明日的攻山战。
拂晓时分，只听得鼓角声大作，嘉山上的唐军在李光弼的带领下，以弓弩手在前，陌刀队跟进，骑兵护住两翼，往叛军阵地发起进攻。
叛军也摆开阵势迎战，双方在嘉山下战得如火如荼，乱成一团。
就在双方杀得僵持不下的时候，史思明指挥两翼的同罗、曳落河骑兵左右展开，向唐军侧后迂回，企图夹击唐军。
同罗、曳落河骑兵才出发不久，就听得南北两个方向战鼓齐鸣，喊杀声震天，唐军早已埋伏好的士兵从侧面冲杀了过来，杀了同罗、曳落河骑兵一个措手不及。
同罗、曳落河骑兵只得赶回到阵中，而正面的唐军已是士气大振，重开叛军阵营，往前突进。
见自己遭到了夹击，叛军顿时乱成一团，阵型被冲散了，叛军被杀得丢盔弃甲，四处逃窜，唐军四面合围，叛军逃无可逃，刀枪箭雨之下，叛军死伤无数。
史思明带着同罗、曳落河骑兵奋力冲杀，怎奈四面受敌，被唐军击溃，史思明被击落马下，在地上打滚半天，忙爬起来混在士卒里面拼命的逃跑。
到了夜晚，坦胸光脚的史思明拄着断枪，带着一小队叛军逃出了唐军的包围圈，慌乱的朝博陵逃去，狼狈不堪。
此战，叛军将领蔡希德、牛廷玠、尹子奇均被斩杀，唐军大破叛军，斩首数万，生擒数千。
而让安禄山、史