天宝十五年（756年），叛军占领长安，防守潼关的唐将哥舒翰，虽拥有近二十万的军队，但因是临时凑集来的，缺乏战斗力。但玄宗和杨国忠对哥舒翰不放心，接连派宦官逼其出兵。结果，哥舒翰在灵宝被安史叛军打败，全军覆没，哥舒翰也做了俘虏。同年六月，叛军长驱直入，攻陷唐都长安。 进入安史之乱的最高峰。李隆基在长安陷落前，仓惶出逃。到马嵬坡（陕西兴平西），随行的将士发生哗变，杀杨国忠，又迫李隆基缢死杨贵妃。唐玄宗最后逃到成都。太子李亨逃到朔方，在灵武即帝位，即唐肃宗。
凄凉离世
肃宗从河西、安西征调了万余名精兵，又调回了河北前线的朔方节度使郭子仪和河北节度使李光弼所部五万军队，灵武一时军威强盛。接着又任命了朝官与将帅，建立了一套新的军事系统，对抗击叛军也作了全面部署。应肃宗之请，回纥也派来精锐骑兵助战。这时又适遇叛军内讧，安禄山为其子安庆绪所杀，部下不服，战斗力也随之削弱，形势急转直下。至德二年（757年），随着安禄山被杀，李隆基由成都返回长安，居兴庆宫（南内），称太上皇。
玄宗不再过问政事。他居住在兴庆宫，偶尔也去大明宫。侍卫他的仍是龙武大将军陈玄礼与内侍监高力士。另有玄宗的亲妹玉真公主与旧时宫女、梨园弟子为他娱乐。玄宗对杨贵妃之死一直是耿耿于怀。他从成都回来后，即派人去祭悼她；后来又想改葬，遭宦官李辅国反对而停止，却密令宦官将贵妃遗体移葬他所。宦官献上了贵妃的香囊，玄宗把它珍藏在衣袖里。又让画工画了贵妃的肖像，张挂于别殿，“朝夕视之而欷歔焉”。
上元元年（760年），宦官李辅国为了立功以固其恩宠，上奏肃宗说：“上皇居兴庆宫，日与外人交通，陈玄礼高力士谋不利于陛下。今六军将士尽灵武勋臣，皆反仄不安，臣晓喻不能解，不敢不以闻。”这年七月，李辅国乘肃宗患病之机，矫诏强行把玄宗迁居西内。在途经夹城时，李辅国又率射生将五百骑，剑拔弩张，气势汹汹地拦住去路。玄宗胆战心惊，几乎坠下马来，幸亏高力士挺身而出，玄宗才安全地迁居甘露殿。事后，肃宗没责怪李辅国，反倒安慰他几句。不几天，玄宗的几个亲信也遭到清洗：高力士以“潜通逆党”的罪名，被流放于巫州；陈玄礼被勒令致仕；玉真公主也出居玉真观。剩下玄宗只身一人，茕茕独处，形影相吊，好不凄惨。之后，肃宗另选后宫百余人，到西内以备洒扫。晚年李隆基忧郁寡欢，宝应元年农历四月五日（762年5月3日），李隆基驾崩，终年78岁。葬于唐泰陵。[13-14] 同年久病已久的李亨亦驾崩。
为政举措
政治
人事制度
李隆基即位后，先起用姚崇、宋璟为相，其后又用张嘉贞、张说、李元纮、杜逻、韩休、张九龄为相。他们各有所长，并且尽忠职守，使得朝政充满朝气。而且李隆基在此时亦能虚怀纳谏，因此政治清明，政局稳定。
李隆基采纳张九龄的建议，制定官吏的迁调制度。选取京官中有能之士，将其外调为都督刺史，以训练他们的处事才能及培养行政经验。同时间，又选取都督刺史中有作为者，将其升为京官。这样内外互调，增进了中央与地方的沟通、了解和信任。而在选拔人材方面，李隆基亦对科举制度作出改革，限制了进士科及第的人数，以减少冗官的出现，提高官吏整体的素质。
整饬吏治
开元三年（715年），玄宗明确宣布：“官不滥升，才不虚授，惟名与器，不可以假人。”他决心选贤任能，量才授职，整饬吏治。首先是严格铨选制度，裁汰冗员。唐中宗以来，铨选制度十分紊乱，王妃、公主与权戚不仅卖官鬻爵，而且不经吏部大搞“斜封官”，请托之风日盛，致使员外、试、检校等官名目繁多，冗官滥吏充斥官府。开元二年，玄宗敕令罢免所有的员外、试、检校官，严格控制官吏的选举，规定今后没有战功及别敕，吏部、兵部不得注官，结果“大革其滥，十去其九”。 这样，既克服了官吏冗多、人浮于事的现象，提高了官府办事效率，又减省了国家开支。
考察制度
玄宗以前，由于时人重京官而轻外任，地方官都是选用年高而才疏者充任。为了革除这一弊端，玄宗开元二年特颁下制令，从京官中选用有才识者到地方任都督、刺史，又从都督、刺史中选拔有政绩者任京官，“使出入有常均，永为恒式”。他特别重视县令的选任。开元四年，新选任的县令被召入大明宫宣政殿，由皇帝亲自出题考试，考查县令是否通晓经国治民之道，结果有二十多人不入第，暂且让赴任就职，另有四十五人被淘汰，“放归学问”。同时，还颁布了《整饬吏治诏》，每年十月委派各道按察使对刺史、县令的政绩进行考察，分为最、中间、殿三等，依次定为优劣，作为改转升降的依据。
军事
兵制改革
李隆基不仅对内政进行有效的治理，对于边疆也进行了有成效的治理，将原来丢失的
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