元帅广平王李俶与回纥叶护太子一见如故，提议二人结为兄弟，叶护太子大喜，称李俶为兄。

　　九月中旬，唐军完成所有作战准备，大战已箭在弦上。

　　四、鏖战香积寺

　　朔方军、安西北庭等部队及回纥、大食、南诏等国援军在凤翔会师，总兵力约二十万。九月十二日己亥，百官在凤翔行宫为出征将士送行，元帅李俶答拜。举行完仪式，李俶走出行宫，上马，在禁卫军的护卫下出征。随后，唐军各部陆续离开营地，向长安开进。

　　回纥部队到达扶风，副元帅郭子仪摆筵接待，安排每日给回纥部队供应羊二百只、牛二十头、米四十斛。

　　九月十三日庚子，唐军各部全部出发，向战场开进。部队沿渭水北岸东行，由兴平西南龙光渡渡过渭水后继续东行。过涝水时，前锋部队与叛军袭扰部队相遇，元帅先锋讨击使论惟贞率队驱散叛军，掩护主力安全渡河。

　　——唐军行军路线

　　九月十五日壬寅，唐军开进到沣水以东、香积寺西北的预设战场。这片战场位于长安城西南、终南山以北，阵地前方地形平坦、视野开阔，西侧是南北流向的贺兰渠和沣水，足以为部队左翼提供屏护，东侧有一道不太高的由终南山方向延伸过来的土塬——神禾原，原下人工水道纵横，林木茂密，地形比较复杂。

　　太阳已经升得很高，天空万里无云，秋天的上午空气干爽，幅员数十里的旷野上，烟尘腾起，唐军阵地旗幡飘舞、战鼓隆隆、战马嘶鸣，大队的步兵和骑兵穿着闪亮的盔甲、举着明晃晃刀枪，列着纵队往北推进。正前方，十万叛军已列好队形，严阵以待。

　　距离叛军数里，唐军排出三梯队长阵。李嗣业率安西、北庭等部队为前军，郭子仪率朔方军等部队为中军，王思礼率关内节度等部队为后军，朔方军左厢兵马使仆固怀恩带本部骑兵与回纥骑兵作为机动部队。

　　——香积寺之战态势图

　　叛将李归仁率队前出挑战，李嗣业的前军随即发起攻击，将李归仁部赶出战场，并攻击正面迎来的叛军本队。叛军大队阵列坚重，唐军数次冲击，敌阵岿然不动。唐军气势稍有减退，双方僵持，长兵大盾互有攻防。叛军阵中突然鼓声大作，阵列开始往前推进，箭如雨下、刀枪如林，李嗣业前军抵挡不住，队伍散乱，往后退却，叛军乘机抢夺唐军丢下的辎重。李嗣业见状大惊，大吼：