高仙芝得知后率领胡汉两万军队进攻大食国深入其国境七百余里到怛罗斯城时与大食军队遭遇
双方相持五日，此时葛罗禄部众反叛唐朝与大食夹攻唐军。高仙芝大败，士卒阵亡殆尽。
仅剩残余士卒数千人当时情况非常紧急，李嗣业对高仙芝谋划说:“您率兵深入敌境，后无援兵。大食军乘胜进攻，其他各族军队也将勇猛敢斗，我和您都前去战死谁来报效国家呢？不如退守白石岭考虑退兵。”高仙芝说:“我正召集被打散的军队，明天再和他们交战。”
“大势已去，不能坐等杀头。”李嗣业说完，于是立即赶去扼守白石岭。由于道路狭窄，所以只能步兵，骑兵一个跟着一个前进。
恰逢遇上拔汗那退兵，辎重车堵住道路不能过。李嗣业怕被追上，于是手拿大棒打他们，士兵和马匹被打倒的有几十上百，拔汗那的异族军吓跑，高仙芝才得以生还。
高仙芝向朝廷奏报李嗣业的功劳，朝廷升任李嗣业为右金吾大将军，留任疏勒镇使。
天宝十二年，朝廷加任李嗣业为骠骑大将军。
天宝十四年，平卢，范阳，河东三镇节度使安禄山造反。安史之乱爆发，唐玄宗逃往蜀地避难，长安，洛阳两京陷落。
此时皇太子李亨在灵武称帝，是为唐肃宗。遥奉唐玄宗为太上皇。
唐肃宗至德元年，唐肃宗李亨征调李嗣业回来。诏书一到，李嗣业就率军上路并和众将割破手臂起誓说:
“我们路过的地方一定要秋毫无犯，甚至一草一木都不能毁坏。”
到达凤翔后拜见唐肃宗，唐肃宗高兴地说:
“现在有你统兵，胜过有几万军队，讨贼能否成功全靠你们了。”
于是下诏命李嗣业和郭子仪，仆固怀恩配合行动。李嗣业常常担任先锋，用大棒挥击敌军，叛军遇到他必败，可谓是所向无敌。后升任四镇，伊西，北庭行军兵马使收复两京。
至德二年，长安，洛阳还未收复。而唐肃宗身在凤翔，同年九月，李嗣业跟随广平王李豫前往收复长安。当时李嗣业率领前军，郭子仪率领中军，王思礼率领后军。大军到达长安城西后，在香积寺北面，沣水东岸结成阵列。
十万叛军在北面列阵，叛军将领李归仁率领精锐骑兵出阵挑战，唐军用箭射退他们，后派骑兵出击。
逼近叛军阵中，叛军一齐前进，唐军退却。叛军乘机突进，唐军惊乱。
唐军阵形混乱，这时李嗣业对郭子仪说:“今天如果我们不拼死力战，全军就会彻底溃败。”
于是就袒露上身，手执长刀立于阵前。大声呼喊，奋勇杀敌，被李嗣业的刀砍中的敌人人马都碎裂了。李嗣业接连杀死数十人，唐军的阵形又恢复严整。
然后李嗣业率领前军两千步兵各持长刀，长柄斧排成横队如墙向前推进。李嗣业身先士卒，唐军所向披靡。
香积寺之战是平定安史之乱过程中最为惨烈的一场战役，双方都是精锐的边军，没有任何战术，计谋可言。
交战双方都是大唐的精锐之师，互相把对方视为叛军，战斗就是直接互砍。
香积寺之战是“安史之乱”中唐军收复长安的决定性战役，也是安史之乱的转折点。
香积寺之战发生在唐肃宗至德二年九月壬寅，遭遇清渠之败不久的唐军和安史叛军在此投入了30万兵力展开决战。
战争可谓酷烈，但仅持续一日，唐军即大败叛军。次日，便顺势克复帝京长安。
经香积寺之战安史叛军在关中地区的主力一朝丧尽；长安得以迅速收复。
因此，香积寺之战不仅是唐军扭转劣势的决定性战役，也是安史之乱的重要转折点。
此后李嗣业转战各处，平定叛乱，在攻打湘州时，中了箭矢，负伤在军营中疗伤。
在李嗣业伤将要好时，突然闻听战鼓之声，李嗣业急忙出帐。
却不料伤口崩裂，喷血而亡。
主要成就:李嗣业是唐朝名将，骁勇善战，一生忠心报国，每逢出战皆身先士卒，所向披靡，屡次建立战功。
先后打败十姓苏禄，小勃律国，石国，大食国等国，多次击败叛军。收复两京及河南，河东两道郡县。而且李嗣业为官清廉，从不办置家产，身边只有大宛马十匹而已。李嗣业先后受到赏赐的财物都全部交给官府来补充军费。
天幕以一首诗结束对李嗣业的盘点:
**赞李嗣业**
“铁衣披挂映朝霞，战鼓声声震碧沙。
横刀立马疆场上，誓死如归护家国。”
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