十月，以陈州刺史李光颜为忠武军节度使，又以山南东道节度使严绶充申光蔡等州招抚使，仍令内常侍崔潭峻监绶军。十年正月，绶军临贼西境。诏曰：
吴元济逆绝人理，反易天常；不居父丧，擅领军政。谕以诏旨，曾无谦恭，荧惑一方之人，迫胁三军之众。以少阳尝经任使，为之轸悼，命申吊祭，临遣使臣。陵虐封疆，遂致稽阻，绝朝廷之理，忘父子之恩。旋又掩寇舞阳，伤残吏卒，焚烧叶县，骚扰闾阎，恣行夺攘，无所畏忌。朕念赏延之义，重伤藩帅之门，尚欲纳于忠顺之途，处在显荣之地。未能饬怒，犹为包荒，再降诏书，俾申招抚。而毒螫滋甚，奸心靡悛，寿春西南，又陷镇栅，穷凶稔恶，纵暴延灾。覆载之所不容，人神之所共弃，良非获已，致此兴戎。吴元济在身官爵，并宜令削夺。令宣武、大宁、淮南、宣歙等道兵马合势，山南东道及魏博、荆南、江西、剑南东川兵马与鄂岳许会，东都防御使与怀郑汝节度及义成兵马掎角相应，同期进讨。
二月，绶兵为贼所袭，败于磁丘，退保唐州。四月，光颜破贼党，元济遣人求援于镇州王承宗、淄郓李师道；二帅上表于朝廷，请赦元济之罪，朝旨不从。自是两河贼帅所在窃发，冀以沮挠王师。五月，承宗、师道遣盗烧河阴仓，诏御史中丞裴度于军前宣喻，观用兵形势。度还奏曰："臣观诸将，唯光颜勇义尽心，必有成功。"上意甚悦。翌日，光颜奏大破贼于时曲，上曰："度知光颜，可谓至矣！"乃以度兼刑部侍郎。自是中外相贺，决不赦贼，征天下兵环申、蔡之郊，大小十余镇。六月，承宗、师道遣盗伏于京城，杀宰相武元衡、中丞裴度；衡先死，度重伤而免。宪宗特怒，即命度为宰相，淮右用兵之事，一以委之。七月，李师道遣嵩山僧圆净结山贼与留邸兵，欲焚烧东都，先事败而祸弭。严绶退罢，乃以汴州节度使韩弘为淮右行营兵马都统；以高霞寓有名，用为唐邓节度。
十一年春，诸军云合，惟李光颜、怀汝节度乌重胤心无顾望，旦夕血战，继献戎捷。六月，高霞寓为贼所击，败于铁城，退保新兴栅。时诸军胜负皆不实闻，多虚称克捷；及霞寓败，中外恟々。宰相谏官屡以罢兵为请，唯裴度坚于破贼。寻以袁滋代霞寓为唐邓帅，滋柔懦不能军。十二年正月，袁滋复贬，闲厩使李酝表请军前自效，乃用酝为唐邓帅以代滋。酝军压境，拔贼文城栅，擒栅将吴秀琳，又获贼将李祐。李光颜亦拔贼郾城。元济始惧，尽发左右及守城卒，属董重质以抗光颜、重胤。
六月，元济乞降，为群贼所制，不能自拔。上以元凶已蹙，兵未临于贼城，輓馈日殚，因延英问计于宰相。裴度曰："贼力已困，但群帅不一，故未能决降。"上曰："卿决能行乎？"曰："臣誓不与贼偕全。"七月，诏以度为彰义军节度使，兼申光蔡四面行营招抚使，以郾城为行在，蔡州为节度所。八月，度至郾城，激励士众，军士喜度至，以赏罚必行，皆愿输罄；每出劳，军士有流涕者。
时李酝营文城栅，既得吴秀琳、李祐，知其可用，委信无疑，日夜与计事于帐中。祐曰："元济劲军，多在洄曲西境防捍，而守蔡者皆市人疲耄之卒，可以乘虚掩袭，直抵悬匏，比贼将闻之，元济成擒矣！"酝然之，咨于裴度。度曰："兵非出奇不胜，常侍良图也。"十一月，酝夜出军，令李祐率劲骑三千为前锋，田进诚三千为后军，酝自率三千为中军。其月十日夜，至蔡州城下，坎墙而毕登，贼不之觉。十一日，攻衙城，擒元济并其家属以闻。
初，元济之叛，恃其凶狠，然治军无纪纲。其将赵昌洪、凌朝江、董重质等各权兵外寇。李师道郓州之盐，城往来宁陵、雍丘之间，韩弘知而不禁。淮右自少诚阻兵已来，三十余年，王师加讨，未尝及其城下，尝走韩全义，败于頔，故骄悍无所顾忌。且恃城池重固，有陂浸阻回，故以天下兵环攻三年，所克者一县而已。及黜高霞寓、李逊、袁滋，诸军始进。又得阴山府沙阤骁骑、邯郸勇卒，光颜、重胤之奋命，及丞相临统，破诸将首尾之计，力擒元恶。
申、蔡之始，人劫于希烈、少诚之虐法，而忘其所归。数十年之后，长者衰丧，而壮者安于毒暴而恬于搏噬。地既少马，而广畜骡，乘之教战，谓之骡子军。尤称勇悍，而甲仗皆画为雷公星文，以为厌胜；而少诚能以奸谋固众心。
初，韩全义败于溵水，蔡兵于全义帐中得公卿间问讯书，少诚束而谕众曰："朝廷公卿以此书托全义，收蔡州日，乞一将士妻女以为婢妄。"以此激怒其众，绝其归向之心。是以蔡人有老死不闻天子恩宥者，故坚为贼用。地虽中州，人心过于夷貊，乃至搜阅天下豪锐，三年而后屈者，彼非将才而力备，盖势驱性习，不知教义之所致也。