德宗当即任命骆元光为镇国军节度使，骆元光随后率领两千士兵向西进军，屯驻在昭应。
马燧派遣行军司马王权和自己的儿子马汇，率领五千士兵入援奉天，屯驻在中渭桥。
至此，朱泚叛军占据的地盘，只剩下长安城而已。朝廷援军的游击骑兵，时常行进到望春楼下。李忠臣等人多次率军出城迎战，都被官军击败，只得向朱泚求救。朱泚担心民间百姓会趁机起兵抄掠，所以每次派遣军队，都让他们昼伏夜行。朱泚心中担忧长安的局势，于是下令加紧攻打奉天，还命僧人法坚制造云梯。这座云梯高达数丈，宽也有数丈，外面包裹着犀牛皮，下面安装着巨大的轮子，上面可以容纳五百名壮士。城中守军望见云梯，都惊慌失措。德宗召集群臣商议对策，浑瑊、侯仲庄回答说：“臣观察到这座云梯异常沉重，沉重的器物容易下陷。臣请求在云梯即将到达的位置，挖掘地道，在地道中堆积柴草，准备好火种，等待叛军攻城时引火焚烧。”神武军使韩澄说：“制造云梯攻城，不过是小伎俩，不值得陛下劳神费心，臣请求率军抵御叛军。”于是他估算云梯可能进攻的方向，在奉天城东北角拓宽了三十步的防御阵地，在上面储备了大量的油脂、松脂和柴草芦苇。丁亥日，朱泚率领大军擂鼓呐喊，猛攻奉天南城。韩游瑰说：“这是叛军的声东击西之计，想要分散我们的兵力。”于是率领军队，严密防守奉天城的东北角。戊子日，北风刮得十分猛烈，朱泚下令推出云梯攻城。云梯上覆盖着浸湿的毛毡，悬挂着水囊，装载着壮士攻城，两侧还配有攻城用的轒辒车，士兵们藏在车下，抱着柴草、背着泥土，填埋壕沟，向前推进，官军的弓箭、石头和火把都无法伤到他们。叛军集中兵力猛攻奉天城东北角，有部分叛军已经登上了城头。德宗和浑瑊相对而泣，群臣只能仰头祈祷上天保佑。德宗取出一千多份空白的委任状，官阶从御史大夫、实封食邑五百户以下不等，全部交给浑瑊，让他招募敢死之士抵御叛军，还赏赐给他御笔，让他根据将士们功劳的大小，在委任状上填写官职。如果委任状不够，就直接写在将士们的身上，并且说：“如今，朕就与你诀别了。”浑瑊趴在地上，痛哭流涕。德宗抚摸着他的后背，也忍不住呜咽不止。当时，城中士兵又冷又饿，还缺少铠甲兵器，浑瑊安抚激励将士们，用忠义之道鼓舞士气，众人都擂鼓呐喊，拼死作战。浑瑊被流箭射中，仍然继续指挥作战，丝毫没有提及伤痛。恰逢叛军的云梯碾压到官军预先挖掘的地道，一个轮子陷进地道中，云梯进退不得。此时，地道中预先埋下的火种燃起，风向也随之逆转。城头上的官军趁机投掷火把，撒下松脂，浇上油脂，欢呼之声震天动地。片刻之间，云梯和上面的叛军士兵都被烧成了灰烬，焦臭的气味飘散到数里之外。叛军大败，只得撤军退走。奉天城的三门守军趁机一同出兵追击，太子亲自督战，叛军惨败，死伤数千人。对于受伤的将士，太子亲自为他们包扎伤口。到了夜里，朱泚再次率军攻城，弓箭甚至射到了距离德宗三步远的地方才落下，德宗大惊失色。
李怀光从蒲城率领军队向泾阳进发，沿着北山向西进军。他先派遣兵马使张韶换上平民的衣服，从小路赶赴奉天行宫，将奏表藏在蜡丸之中。张韶抵达奉天时，正值叛军攻城，叛军士兵见他衣着普通，以为是平民百姓，就驱赶着他，让他和百姓一起填埋壕沟。张韶趁机找到空隙，越过壕沟，抵达城下大喊道：“我是朔方军的使者！”城头上的守军放下绳索，将他拉上城。此时，张韶身上已经中了数十箭，他从衣服里取出奏表，呈递给德宗。德宗大喜，下令用担架抬着张韶在城中示众，奉天城四隅的守军和百姓，都欢呼雀跃，声如雷鸣。癸巳日，李怀光率军在澧泉击败朱泚的叛军。朱泚得知消息后，大为恐惧，当即率领叛军逃回长安。当时人们都认为，如果李怀光再晚三天赶到，奉天城就守不住了。
朱泚撤军之后，随行的大臣纷纷向德宗道贺。汴滑行营兵马使贾隐林进言说：“陛下性情过于急躁，不能包容他人。如果这个性情不加以改正，就算朱泚败亡，天下的忧患也不会平息！”
自从官军击败叛军之后，各地运送物资的队伍相继抵达，朝廷的财政开支这才开始好转。
朱泚逃回长安之后，一心只想着守城自保。他时常派人从城外混入城中，在大街小巷里奔走呼喊，谎称：“奉天城已经被攻破了！”想要以此迷惑民心。朱泚占据了长安府库中的大量财物，不惜用金帛赏赐将士，以笼络人心。对于留在长安城中的公卿大臣的家属，他都按月发放俸禄。对于跟随德宗皇帝以及哥舒曜、李晟的神策军和禁军将士的家属，朱泚也都供给粮食。再加上修缮兵器军械，每天的耗费十分巨大。等到长安被官军收复之后，府库中仍然有剩余的财物，看到的人都纷纷埋怨，之前的官府横征暴敛，搜刮了太多民脂民膏。
有人对朱泚说：“陛下既然已经登基称帝，唐朝皇帝的陵墓和宗庙，就不应该再保留了。”朱泚回答说：“朕曾经面朝北方，侍奉唐朝皇帝，怎忍心做出这种事！”又有人说：“如今朝