唐玄宗李隆基前期注意拨乱反正，任用姚崇、宋Z等贤相，励精图治，他的开元盛世是唐朝的极盛之世，在位后期宠爱杨贵妃，怠慢朝政，宠信奸臣李林甫、杨国忠等，加上政策失误和重用安禄山等塞外民族试图来稳定唐王朝的边疆，结果导致了后来长达八年的安史之乱，为唐朝中衰埋下伏笔。
755年10月，安禄山以讨杨国忠为名，发动所属十五万军在范阳叛乱，引兵南下。当时天下太平日久，武备松驰，百姓不知战争，突然听到范阳起兵，远近震惊，所过州县，望风瓦解。叛军很快就攻占了洛阳，756年正月，安禄山在洛阳自称燕皇帝。准备西进夺取长安。杨国忠怕众将领立功而于已不利，怂勇玄宗瞎指挥，使唐军遭到惨败，潼关失守，叛军直逼长安。玄宗在杨国忠的劝说下，带着杨贵妃等人起程逃避四川，不料才到咸阳，县令已经逃走，没人供应饭食，玄宗命令百姓献食，百姓献上高梁等食物，玄宗勉强咽了几口，流泪不止。第三天唐玄宗他们到了马嵬驿（今陕西省兴平县西），随行将士又饿又累，想到杨国忠专权误国，致使他们受苦，都怨恨异常。于是龙武将军陈玄礼带领众将士，挡住了杨国忠的马头，向他索讨军粮，并趁杨国忠惊慌之机，喊：杨国忠要谋反，将他拉下马来砍死，并将尸体砍成数段，首级悬挂在驿门上示众。然后，激愤的将士们围住了玄宗和杨贵妃休息的驿馆，喊杀声连天。
唐玄宗忙命人出去劝解。愤怒的兵士杀死了出来劝解的臣。高力士奏请唐玄宗亲自出去劝解，唐玄宗只好硬着头皮，亲自出去劝说，但是兵士仍然不肯罢休，他们声喧嚷说：不杀贵妃，誓不护驾。唐玄宗惊失色说：杨贵妃一直深居宫，不干预外面的政事，她有什么罪该杀呢？高力士对他解释说：杨贵妃是无罪，但将士们杀了杨国忠，留着杨贵妃哪能安心，愿陛下准将士所请。将士安心，陛下也就安全了。玄宗半晌不开口，这时外面喧哗声更响，高力士仓皇奏告道：兵士们要闯进来了，陛下再不决断，他们要自己来杀杨贵妃。唐玄宗这才流泪说道：赐她自尽吧。
杨贵妃接到圣旨，惊倒在地，良久，才哭着请求见唐玄宗一面。高力士引她来到玄宗面前，她哭道：愿陛下保重。唐玄宗不忍心看她的惨容，只是以袖掩面哭泣。高力士怕士兵闯入，忙将杨贵妃带到佛堂，杨贵妃朝北拜了几拜说：妾与陛下永别了！然后自缢而死。将士们听到贵妃被处死，欢声雷动，重新保护唐玄宗李隆基西逃。太子李亨逃往灵武（在今宁夏境内），在郭子仪、李光弼等一班西北将领的支持下，即皇帝位，是为唐肃宗。
后来，安禄山派部将孙孝哲进入长安，自己仍留守洛阳。这时安禄山的将领日夜纵酒，沉溺于声色财贿之，已无再进取之意，因此唐朝的军队得到了重整军备、调集重兵的机会。长安失陷后，郭子仪、李光弼奉命率军5万自河北至灵武，壮了朝廷的声势。河西（今甘肃武威）和北庭（今新疆吉木萨尔北破城子）、安西（今新疆库车）节度使的兵也来会合。唐军廷又得到回纥、于阗及西域诸族的援助。757年正月，安禄山被他儿子安庆绪所杀。李光弼坚守太原，屡败敌军;郭子仪收复河东郡（今山西永济蒲州镇），解除了侧面敌人的威胁，为收复两京做好了战略的准备。这年九月，广平王李m与郭子仪率军从凤翔出发，攻克长安，十月收复洛阳，安庆绪逃往邺郡（今河南安阳）。此时，留在范阳的史思明不愿受安庆绪的节制而归降了唐朝的军队。唐军封他为归义王，任范阳节度使。但唐军又策划消灭他。这件事被史思明知道后，他又开始反叛，与安庆绪遥相声援。
758年9月，郭子仪、李光弼等九节度使统兵20余万，后增至60万，讨伐安庆绪，包围了邺城。第二年三月，史思明率兵来增援安庆绪，唐军60万众溃败于城下，而这时的史思明杀死了安庆绪，回到范阳后，史思明称燕皇帝。9月，他的叛军攻占了洛阳，与唐军相持一年多之后，他被他儿子史朝义杀死了，这时叛军内部离心，屡为唐军所败。762年10月，唐军收复洛阳，史朝义走投无路，被迫自杀了，这场持续了八年的安史之乱才告结束。
唐军收复长安和洛阳后，唐玄宗李隆基于757年12月返回长安，闲居于宫内甘露殿。他怀念往日的尊荣，目睹眼前的凄凉，伤感叹息，愁苦郁闷，渐渐成病。762年4月病危，他还念念不忘杨贵妃。传说他还请方士作法，想招来杨贵妃的亡灵相会。李隆基怎么死的？临死前的一天，他吹了几声紫玉笛，声调极其悲凉，然后命令名叫宫爱的宫女为他沐浴更衣，卧于床上。当晚，他在室内还传出笑声。第二天黎明，宫女进入卧房，唐玄宗李隆基已经双目紧闭，四肢僵硬而死。死后的庙号为玄宗，谥号为明皇。