怕他是来攻打自己的，也知道制不住他，三月，逃到了长安。张公素得军中推举，自称留后。四月，唐懿宗就任张公素为留后，六月又任他为全权的节度使。
任节度使.十四年（873年）二月，因振武节度使李国昌作乱杀害云州防御使段文楚，懿宗诏河东节度使崔彦昭与张公素率师讨之，无功。七月，唐懿宗驾崩，子唐僖宗继位，九月加张公素同中书门下平章事的宰相头衔。张公素任节度使后，性情变为残暴粗鲁，常以眼白示人，故被称作“白眼相公”，军士开始不再依附他。干符二年（875年），回鹘阿布思军官李茂勋计划反叛他。