史思明围攻太原月余不下。便在太原城四周布置了骁骑游兵，想搞声东击西的战术，伺隙而战。但李光弼军中戒备森严，史思明无懈可击。李光弼又派人挖地道，通至城外，敌军在城下叫骂挑战，常冷不防被唐军拖入地道。吓得敌军胆战心惊，走路时人人小心翼翼，低头看路，唯恐哪里有地道暗口。
史思明又派人筑土山，以便能居高临下攻城。唐军便在城下先挖好地道，叛军的土山刚刚堆好就塌陷了。
李光弼又做大炮，飞以巨石，一石可击毙敌军二十余人。史思明无可奈何，只好退营数十步外，严加围困。李光弼担心时间久了城中粮食难济，便施计派人至敌营约期出降。
另一方面，他派人掘地道直至敌军营下，先以撑木支项。到时，李光弼勒兵在城上，派部将带数千人出城伪降。敌军不知有诈，正得意地在军营中等候着，忽然营中地陷，死伤千余人，叛军士众惊乱。李光弼遂挥军鼓噪冲来，俘斩万计。
正在这时，安禄山的死讯传至，安庆绪命史思明归守范阳，史思明只好撤兵而去，留下蔡希德等继续围困太原。二月，李光弼派兵出击，大败蔡军，斩首七万余级，蔡希德带着残兵败将遁走，太原之围终于被解。
当李光弼坚守太原时，郭子仪带着朔方军进兵河东(蒲州)了。郭子仪是在平定河曲同罗之乱后，于至德元年(756)十一月，还军南下至鄜州洛交郡(治今陕西富县)的。