。五年（747年）官至河西节度王忠嗣的兵马使，充任赤水军使。王忠嗣厚待李光弼，常说：“光弼必居我位。”边塞上称为名将。八年（750年）任河西节度副使，封蓟郡公。十一年（753年）拜单于副都护。天宝十五载（756年），朔方节度使郭子仪上表推荐李光弼担任河东节度使，出井陉（河北井陉），与史思明于常山（河北正定）相持四十余日，四月，郭子仪兵至常山，联手大破史思明。天宝十五载（756年）五月，郭子仪与李光弼会师于嘉山（今河北曲阳东）大败史思明。进围博陵（今河北定县），军威大振，河北十余郡皆归唐。至德二年（757