烏重胤調集部隊，率領兩萬人馬，疾追而去。范希朝也組織兩側的伏兵向谷口靠攏，最后留給李聽五千人打掃戰場，其他人跟在烏重胤軍后面，緊追成德軍而去。成德軍只恨自己的腿不夠快，擁著王承宗向恒州城敗退而去。
在范希朝率軍和成德軍接戰時，李愬已率領兩萬右神策軍快速向二次設伏地點行軍，到位后立即在道路上設置障礙，并在道路兩側的高地上布置兵力和火器，以逸待勞。
王承宗率領成德軍向著恒州城猛跑，企圖入城后憑堅固守，當他們行至半路，接近一片高地時，只見前方道路已經被唐軍用柵欄堵住，高地上列著很多唐軍，有的架設大弩，有的手持弓箭，還有的手持刀槍，帶頭的正是李愬！
唐軍弩炮率先攻擊，發射大量點火的黑色鐵炸彈呼嘯而去，落地不久即炸，成德軍第二次進入了地獄模式，大量人馬被鐵殼炸彈殺傷，震耳欲聾，斷肢橫飛。即使僥幸再能前進者，又被弓箭殺傷，根本前進不得。
前邊炸的無法前進，烏重胤帶領的兩萬人馬也追上來了，從后方射擊砍殺，王承宗率軍拼死抵抗。范希朝又帶著其他人馬從兩翼包抄過來，三支人馬以絕對優勢，將成德軍團團圍住。
此時，王承宗看了看自己的部隊，又死傷了一批，還剩一萬多人，很多還帶著傷，根本無法再戰。繼續打，就要全交代在這了，不禁呆呆的站在那里，不知所措。
只聽李愬大聲喊道：“王承宗對抗朝廷，為禍一方，爾等都是被裹挾參與，如果立即投降，可以從輕發落，如繼續頑抗，將是死路一條。”
烏重胤也喊道：“跟著王承宗對抗朝廷只有被消滅的份，你們還有家人，沒必要為王承宗陪葬，你們趕快投降還有一條活路。”
成德軍傷亡慘重，哪還有繼續打下去的勇氣，紛紛棄械舉手投降，王承宗也無奈的跟著投降，李愬立即命人將他五花大綁，范希朝組織人員受降，收繳叛軍的武器和裝備。
范希朝和幾個將領簡單碰個頭后，決定再留五千人給李聽，留下處理戰場，救治重傷員，收容俘虜。范希朝則帶著主力，押著王承宗和幾個成德軍重要將領直奔恒州而去。
這邊打的轟隆作響，其他戰場也聞風而動。
南邊的田季安，感覺形勢不對，以前打仗從來沒有這么大聲音，覺得王承宗的部隊要吃虧，趕忙帶著三萬人馬去支援。沒想到李元奕和劉光顏帶兵橫插過來，擋住去路，雖經幾次拼殺，均無功而返，只能回到魏博邊境，然后派人出去打探消息。
義成節度使張茂昭聞聲后，立即出動，帶兵從西北方向殺過來，由于成德軍主力都被王承宗帶走了，剩下的兵力只能守幾個重要據點，很多地方顧不過來，張茂昭一口氣占領了五個縣。
劉濟內心則不愿成德軍徹底失敗，行動反而較慢，從東北方向裝模作樣發起進攻，只前進二十余里就停止前進，駐足觀望。
等到范希朝帶領七萬大軍，押著王承宗和幾個成德軍將領來到恒州城下，恒州的守軍都傻眼了，城中只有五千守軍，黑壓壓來了這么多唐軍，自己的老大還被抓了，還怎么守城？
范希朝對著王承宗說：“趕快讓你的守軍開城投降，否則將你就地處決，然后唐軍用火器攻城，炸彈的威力你已經領教了，難道還要讓恒州城再遭一次罪嗎。”
王承宗無可奈何，命令守軍開城投降，守軍看大勢已去，當即打開城門，迎接唐軍入城。
范希朝親自率兩萬唐軍進城，占領軍事要地，收押重要官員和將領，并傳檄成德各州縣立即向唐軍投降。李愬和烏重胤則各率一路唐軍，分別對成德各地進行接收，僅四五天功夫，就順利收復成德剩余州縣。
收復成德全境以后，范希朝決定乘勝追擊，令烏重胤帶本部2萬人守衛成德，自己和李聽、李愬率領左右神策軍6萬精銳南下進攻魏博。
田季安收到斥候送來的王承宗全軍覆沒的消息后，嚇得膽戰心驚，后悔出兵幫助成德，連忙率主力三萬人退入魏州城，其余各州也派人分兵駐守，準備死扛唐軍的進攻。
四日后，范希朝率部和李元奕、劉光顏兩部會合，共10萬大軍將魏州城團團圍住。田季安急忙下令關閉各處城門，在城墻上堆集大量的弓箭、火油、滾木等守城物資，準備據城死守。
范希朝帶人繞城查看地形，魏州城四周地形平坦，城池堅固，攻取難度大，估計這也是田季安敢于頑抗的底氣。
但是唐軍現在有大量的火器，正是大展雄風的機會。范希朝和幾員大將商議以后決定先給他來一波炸彈攻勢，并輔以地道戰和攻心戰，爭取徹底解決魏博。
范希朝把主攻方向選在魏州城北門，在距離城墻100丈以外的陣地上，唐軍拉來了大量的拋石機和大弩，拋石機和大弩旁堆集了大量的黑色鐵炸彈。
盡管陣地的位置在魏博軍的普通弓箭射程之外，唐軍還是在最前面安排一排士兵拿著大盾牌，作為防護。在魏州的東、西、南三個門，唐軍也布置了大量兵力，防止魏博軍突圍。
劉光顏派出一個裨將出陣，兩個士兵拿著盾牌護衛，走到距離北門不足百米的位置，裨將對著北門樓喊道：
“成德軍已經全軍覆沒，你們魏博軍就不要作無謂的抵抗，早日歸降朝廷才是正道，如若冥頑不靈，成德軍就是下場。”
田季安喊道：“我魏州城兵精糧足、城池堅固，豈是那么容易打下來的，我們魏博軍可不是嚇大的，你們還是哪來回哪去。”
裨將又喊道：“我唐軍火器威力無比，就怕你吃不消，魏博的弟兄們，跟著田季安就是死路一條，你們只要肯投降，唐軍將既往不咎，隨時接納你們。”
田季安怒道：“再擾亂軍心，老子射死你！”
裨將兩邊的士兵急忙拿起盾牌，護住裨將，快速退回本陣。
既然勸說不聽，就要來點硬手段，范希朝下令開始第一波攻擊，只見拋石機、大弩紛紛射出大量的鐵炸彈，向魏州城飛去。
有的炸彈落到城墻上，有的落進城里，還有的落到城墻下，落地后迅速爆炸，很多人被炸傷、炸殘，魏博軍膽戰心驚，連忙找工事躲避。
魏州城上也有一些大弩，于是向唐軍這邊射來，有部分唐軍被射到，或死或傷，范希朝大怒，命令進行第二波、第三波的攻擊，重點射擊城墻上有大弩的位置，不給魏博軍喘息的機會。
在連續的轟炸下，魏博軍損失慘重，不敢再反擊，墻上的大弩不是被炸毀，就是被丟棄，士兵到處找地方躲避。
經過一陣攻擊后，雖然鐵炸彈的威力較大，但是精確性不高，魏博軍又躲到城墻后面或工事里，雖然傷亡了一些人員，但是城墻毀壞不是很嚴重，唐軍一時也難以破城。
范希朝看繼續攻擊的意義不大，還會增加城內百姓傷亡，于是下令停止攻擊，環城設置一些防御性工事，改為圍困。
休整一晚后，唐軍在明面上繼續朝城墻發射炸彈，但是發射的數量和頻次降低，梯次投放，保持攻擊不中斷，聲音不中斷，另一方面派人在隱蔽位置向城內挖地道，由李聽指揮一幫民工輪流上陣，奮力掘進。
連續這樣攻擊了五天，魏博軍也感覺到不對勁，猜到了唐軍可能會在挖地道進城，但是不時有炸彈爆炸，他們也無法分辨地道挖向哪里，無法采取有效應對措施。
第六天，只聽“轟”的一聲，發出一陣爆炸，一段城墻被炸塌，李愬指揮唐軍蜂擁而上，準備從缺口沖進城內。
守這段城墻的是魏博悍將田弘正，他臨危不懼，一方面從城內調集士兵堵缺口，一邊在城墻上指揮士兵，對聚集過來唐軍潑油、射箭、扔石頭，拼死抵抗。
唐軍拿著突火槍和弓箭對著魏博軍攻擊，但是魏博軍在缺口處拼命堵截，上面潑下大量火油，被魏博軍用火箭點燃，燒起熊熊大火，唐軍根本無法沖進去，李愬只能率軍暫時撤退。
范希朝氣憤不已，命令唐軍朝缺口附近射出大量炸彈，魏博軍被大量炸死炸傷，損失慘重。
地道戰雖然沒有成功，但是連續的攻擊下，魏博軍見識了唐軍火器的厲害，傷亡慘重，軍心動搖，范希朝于是決定暫停進攻，采取攻心計。
范希朝令人準備大量的勸降信，用大弩射入城內，明確表示，只殺田季安一人，其他人皆可赦免，凡能抓住田季安，或帶領軍隊投降者，還可立功受獎。
魏博軍在人數上、武器上都不如唐軍，目前外援阻斷、傷亡慘重，繼續跟著田季安早晚必敗，很多將士看到勸降信以后，開始人心浮動，不少人有了棄暗投明的想法。
大將田弘正和幾個心腹將領商議以后，認為魏博軍敗局已定，繼續抵抗毫無意義，決定戴罪立功，反戈一擊。當晚帶領兩千士兵沖入田季安府內，殺掉敢于抵抗的士兵，在床下揪出田季安，用繩子綁上。
第二天，田弘正和其他將領商議一番，決定有條件向唐軍投降。魏博軍先派出一個小將，打著白旗，走進唐軍營內，向范希朝報告魏博軍已抓住田季安，并愿意投降，但要求唐軍履行承諾，不得追究其他將士罪責。
范希朝認真考慮后，開出三個投降條件：1、投降官員、將領可以留用，但要向朝廷效忠，并調任到其他地方；2、所有投降士兵無罪，但是遣散一半員額，由唐軍派人重新挑選，納入唐軍；3、所有府庫財物不得擅動，全部移交給唐軍，由朝廷派人核對接收。
田弘正等人商議后，決定同意范希朝的要求，抓了田季安幾個心腹，一并交給唐軍，然后帶人向范希朝投降。
連克兩鎮，范希朝非常高興，趕緊派人接收魏博各州縣，對待投降的魏博將士也以禮相待，解除武器后，集中安置。同時寫出書信，向皇帝奏明平叛經過，為有功的將士請功，要求朝廷任命兩鎮新的官員，同時報告了平叛中各鎮的表現，特別提到了張茂昭和劉濟的情況，認為劉濟可能有異心，并請示部隊的下步行動。
連日來，李純密切關注河北平叛的情況，認真研讀前方和各地送來的報告，綜合考慮后，向范希朝發出旨意：要求張茂昭、劉濟退回本部，所占州縣全部交給范希朝的軍隊，如有違抗，可以直接攻擊。
在接到范希朝關于平定成德、魏博兩鎮的消息后，舉朝歡聲雷動，大臣們紛紛向李純祝賀成德、魏博戰事的成功。
雖然已經成功平定了兩個最頑固的藩鎮，但是還有幾個強藩依然存在，節度使軍政一體的頑疾還是沒有解除，李純仍然心懷憂慮。在經過和幾個重臣的反復討論后，李純決定先看一下其余各鎮的反應，而后進一步采取措施，全面推行削藩政策。
為改變藩鎮軍政一體的弊端，李純在收復的兩鎮廢除節度使一職，派出兩位大臣分任成德和魏博布政使，只管理民政和財稅；兩鎮的軍隊全部收歸兵部管理，將領由朝廷任命，軍需棄械均由朝廷供給，直接聽命于朝廷。
李純還乘勢下旨傳諭各地，昭告兩個反叛的節度使惡行，要求各地引以為戒，對朝廷保持忠貞之心，令范希朝將王承宗和田季安押送長安，由大理寺審理問罪后，斬首示眾。
盧龍節度使劉濟本來想借征討成德的機會趁亂搶一些地盤，前面很順利，他還得意一把。等范希朝先后平定成德和魏博以后，他發現局勢發生了很大的變化，后面很可能波及到盧龍，心中開始惴惴不安起來。
后面范希朝令他和張茂昭歸還占領成德的州縣，張茂昭很快撤兵，歸還所占地盤。劉濟剛開始心里是極不不情愿，賴了一陣，最后看到范希朝派李愬和劉光顏率領四萬人馬進逼，這才慌了，趕忙撤出所占地盤，全部還給朝廷。
經歷這一場，劉濟又驚又氣，竟然病倒了，還比較嚴重，劉濟在盧龍經營多年，自然不愿輕易將權力拱手讓人。劉濟有兩個兒子，長子劉琨更仁厚一些，次子劉總能力更強一些，劉濟決定按照傳統的做法，讓長子劉琨擔任留后一職。
當時的情況是弟弟劉總當時跟劉濟在前方征戰，哥哥劉琨留守后方，劉總聽說父親要把留后一職授給哥哥，氣得半死。劉總認為，平時沖鋒陷陣的事，父親都是讓自己上，最后卻把權力給了哥哥，太不公平了！
劉總在軍中也有幾個心腹，劉總與他們密謀一番，最后決定一不做二不休，直接奪權！劉總心一狠，先把劉濟毒死，然后派人把哥哥劉琨騙來，在半路上埋伏刺客將其殺死。
劉總在軍中勢力較大，很快就控制形勢，然后向朝廷謊稱哥哥殺了劉濟，自己平定叛亂，要求自領盧龍留后。