虽然世人更熟悉郭子仪，但平定安史之乱的头号功臣确实是李光弼，李光弼一直都是平定安史之乱的主要将领，其军事才能在当时是最强的。收复常山郡、太原之战、河阳之战和击败袁晁等都是李光弼的战功，所以《新唐书》中说李光弼“战功推为中兴第一”。
李光弼曾是四镇节度使王忠嗣的部下，当时王忠嗣就很看重李光弼，认为“光弼必居我位”。后来王忠嗣被李林甫陷害致死，而李光弼在749年被朔方节度使安思顺推荐为朔方副节度使，本来李光弼是很感激安思顺的，但后来安思顺想拉拢李光弼，于是想把自己的女儿嫁给李光弼，李光弼知道后就托病辞官回了家。后来陇右节度使哥舒翰认为李光弼是个人才，就上表给李隆基，把李光弼召回了长安。
755年，三镇节度使安禄山造反，李隆基急需军事将领，郭子仪就把李光弼推荐给了李隆基，李光弼成为河东节度副大使，知节度事，也就是实际上的河东节度使。李光弼指挥的第一次战斗就是收复常山郡。李光弼带领5000名朔方军攻打常山，俘虏史思义，在史思义的建议下，李光弼兵分四路对阵史思明的两万骑兵，出奇制胜，叛军损失很大。常山郡基本被收复。之后李光弼和郭子仪领兵取得了嘉山之战的胜利，河北大部分地区被收复。
虽然李光弼取得了局部的胜利，但长安还是陷落在即，李隆基出逃四川，长安城不久陷落。之后，太子李亨在灵武僭越称帝，拜李光弼和郭子仪为相，授尚书之职，仍领节度使之职。李光弼奉命镇守太原，以阻击叛军。757年正月，太原之战正式开始，史思明领兵十万进攻太原，想在太原开一道口子然后进军灵武。当时李光弼手中的士兵加起来还没有一万，士兵们未战先怯，想修筑防御工事消极避战。李光弼则认为临时抱佛脚根本行不通，还不如一面积极防御，一面选择性进攻。当时李光弼让一部人士兵在城墙上安装石炮攻击叛军，又让另一部分士兵挖地道直接通往叛军大营。一下子斩杀了一万多叛军。而且，当时的叛军出现内乱，安庆绪杀死了安禄山，史思明带领一小部分兵退回到范阳，剩下大部分士兵对阵李光弼，被李光弼组织精兵斩杀了七万余级。太原之战是典型的以少胜多的战例，极大地鼓舞了士气，同时为大唐收复两京奠定了基础。
但在759年的相州之战中，郭子仪、李光弼等九节度使率领20万大军攻打史思明的五万大军，却因为唐军没有统一指挥而只是有一个宦官鱼朝恩来监督，致使唐军大败。鱼朝恩把战败原因归于郭子仪，郭子仪的兵权被收回。李光弼接替了郭子仪的职位：朔方节度使和天下兵马副元帅。成为平叛的最主要将领，在接下来的河阳之战中取得了决定性胜利，最大程度牵制住了史思明的主力部队。在此战中，李光弼的部下李抱玉、仆固怀恩等都有出色的表现。
随着李光弼战功的不断累积，宦官鱼朝恩开始担心李光弼功劳过大压自己一头，所以处处使绊子，在接下来的邙山之战中，因为鱼朝恩和仆固怀恩的怀私，致使唐军大败，不过这一次唐肃宗倒还是比较理智，并没有问责李光弼。李光弼得以继续领兵平叛。之后又击败袁晁，终于在763年，走投无路的史朝义兵败自杀，安史之乱结束。
李光弼自安史之乱开始一直战斗到安史之乱结束，无愧于“战功推为中兴第一”的评价。但郭子仪被弃用、来瑱被诬陷致死等事件让李光弼彻底怕了宦官，所以在安史之乱之后，李光弼退守徐州，不管唐代宗怎么召见他、需要他，他就是不敢前去面见皇帝。这虽然是李光弼在消极的保命，但另一方面在别人看来就是拥兵自重，即便是他曾经的老部下，也这么认为他而不再敬重他，这让他郁郁寡欢，764年就病逝了，时年57岁。