李愬任命李佑为六院兵马使，对他重用。
李愬考虑到军中不少是叛军投降的士兵，当下废除了军令一条规定，那就是对留宿敌方奸细的人，要屠杀他的全家。
他除去这一军令，让人们优待敌人的奸细，奸细反而将实情报告给李愬，李愬愈发了解敌人的情况。
公元817年五月二十六日，李愬派兵攻打朗山失利。
大家随即惆帐又恼恨，只有李愬欢快地说:这正是我的计策啊!
他募集了敢死之士三千人，号称突将，天天亲自教练他们，让他们经常做好出发的准备。
他打算以这支军队袭击蔡州。
不过，刚好碰到多日落雨，到处积满雨水，这一计划没有实现。
七月，宪宗因对淮西用兵四年，馈运疲弊，民力困乏，深以为患，遂任命主战最力的宰相裴度兼领彰义军节度使、淮西宣慰招讨使，赴前线督战。
八月，裴度到达郾城，上表请求阻挠诸军作战的宦官监军，唐宪宗准其所奏，诸将至此得以独断专行，在随后的作战中多立功劳。
李愬也就得以不受阻拦地发挥其才能。
九月二十八日，李愬准备攻打吴房县。
诸将都说:今天是不利前往的往亡日啊。
李愬说:我们兵马为数较少，正面作战，兵力不够用的，适于采取出其不意的行动。敌人因今天是往亡日便不会戒备我们，这正是可以进击的时候。当下便率军前往，攻克了吴房外城，斩首一千余级。
吴房兵马防守内城，不敢出战。
李愬率兵马撤回，以便诱使吴房兵马出动，淮西将领孙献忠果然率领骁骑五百人追击。
唐军一看又追击，顿时惊惶失措，准备逃走。
李愬跳下马来，靠在胡床上，下令说:有胆敢退却的，一概斩杀!
大伙听了，回军尽力作战，孙献忠阵亡，淮西兵马这才撤退。
有人劝说李愬乘胜攻打吴房的内城，一定能攻克。
李愬说:这不是我的计策。说完，便率军回营。
李愬的计策，便是袭击蔡州！
他先后出兵攻取蔡州以西和西北的文城栅、马鞍山、路口栅、嵖岈山、冶炉城和西平等据点，与北线郾城一带的唐军兵势相接，连成一气。
他还遣将攻克蔡州以南和西南的白狗、汶港和楚城诸城栅，切断了蔡州与申、光二州的联系。其主力进驻距蔡州仅六十五里的文城栅，建立了接近蔡州的奇袭基地。
元和十三年，公元817年九月，李佑见奇袭的条件已经成熟，向李愬进言说，淮西精兵都在洄曲和边境，守卫蔡州的全是老弱，可以乘虚直捣其城，出其不意，一举擒吴元济。
李愬深以为然，派人赴郾城将奇袭计划密呈裴度。
裴度十分赞赏，同意出兵。
十月初十，风雪交加，叛军放松警戒。
李愬利用了这有利于奇袭的天气，命史旻留镇文城，命李佑等率训练有素的敢死队三千人为前锋，自己与监军将三千人为中军，命李进城率三千人殿后。
他军队的行动十分秘密，除个别将领外，全军上下均不知行军的目的地和部队的任务。
李愬只下令说向东。
他们东行三十里后，唐军在夜间抵达张柴村，乘守军不备，全歼包括负责烽燧报警士卒在内的守军。
李愬待全军稍事休整和进食后，留五百人守城栅，防备朗山方向之敌，另以五百人切断通往洄曲和其他方向的桥梁，并下令全军立即开拔。
诸将问军队开往何处，李愬才宣布说，入蔡州直取吴元济！
诸将闻说皆大惊失色，心想，这么少的人马，怎么取吴元济！但军令如山，不能违背，众将只得率部向东南方向急进。
此时，夜深天寒，风雪大作，旌旗为之破裂，人马冻死者相望于道。
张柴村以东的道路，唐军无人认识，人人自以为必死无疑。但众人都畏惧李愬，无人敢于违令。
夜半，雪愈下愈大，唐军强行军三十五里，终于抵达蔡州。
接近蔡州城墙的地方，有一处鸡鸭池，李愬令士卒惊扰鸡、鸭，以掩盖行军之声。
自从吴少诚抗拒朝命，唐军已有三十余年未到蔡州城下，所以蔡州人毫无戒备，未发现唐军的行动。
四更时，李愬军到达蔡州城下，守城者仍未发觉。
李佑、李忠义在城墙上掘土为坎，身先士卒，登上外城城头，杀死熟睡中的守门士卒，只留下巡夜者，让他们照常击柝报更，以免惊动敌人。
李佑等既已得手，便打开城门，迎纳大唐军。接着，又依法袭取内城。
鸡鸣时分，雪渐止，李愬进至吴元济外宅。
这时，有人觉察情形有异，急告吴元济，说有官军来临！
吴元济高卧未起，笑着回答说:俘囚作乱，天亮后当杀尽这些家伙。接着，又有人报告说:城已陷。
吴元济仍漫不经心地说:这一定是洄曲守军的子弟向我索求寒衣。说完，慢悠悠起床。
他起床后，听到唐军传令，响应者近万人，这才感到恐惧，忙率左右亲随登上牙城抗拒。
李愬入城后，一面派人进攻牙城，一面厚抚在洄曲的淮西大将董重质的家属，并遣董重质之子前往招降。
董重质单骑至李愬军前投降，吴元济丧失了洄曲守军回援的希望。
十二日，唐军再次攻打牙城，蔡州百姓争先恐后地负柴草助唐军焚烧牙城南门。
黄昏时分，城门毁坏，吴元济投降。
申、光二州及诸镇兵二万余人亦相继降唐，淮西遂平。
李愬袭击蔡州的成功，成为了军事历史上著名的袭击案列。
李愬平定淮西后，各藩镇恐惧不安！
横海节度使程权奏请入朝为官，朝廷收复沧、景二州;卢龙镇刘总上表请归顺;成德镇亦上表求自新，献德、棣二州，并请朝廷任命其余诸州录事以下官吏。后来，成德军节度使王承宗病死，其弟王承元上表归降。
至元和十四年，公元819年，朝廷又挟平定淮西之声威，收复淄、青等十二州。
藩镇割据的局面，因之暂告结束，唐朝又恢复了统一。
吴元济被抓获后，李愬不滥杀一人，那些给吴元济管事带兵和管理膳食马匹的人，都被恢复了职务，使得他们安心。
十一月初三，宪宗下诏任命李愬为检校尚书左仆射兼襄州刺史，加勋上柱国，并封爵凉国公 ，食邑三千户，一子封为五品正员官。
长庆元年，公元821年，幽州、镇州又发生了叛乱，新任成德军节度使田弘正遇害。
李愬听说后，身着素服对全军发令说:魏博人民之所以富裕人多而且能服从朝廷管辖，是田公治理得好。陛下因为他仁德又爱护人民，派他去治理镇州。田公是从魏博去的，治军七年，镇州军人一时胡来，就敢于这样残害，他们认为魏博没有勇士了吗?你们的父兄、子弟们受田公恩惠的，应怎样报答呢?
众人都痛哭。
李愬又将玉带、宝剑交给深州刺史牛元翼，并派使者对他说:我父亲曾用这把宝剑立下大功，我又用这把宝剑讨平了蔡州叛贼，如今镇人叛乱，您也用这把宝剑讨平他们。
牛元翼受命后，情绪激动，用宝剑和玉带在军中动员，并禀报李愬说:愿率军听令，竭尽我的全力。
但，就在准备出兵时，李愬却突然发病，不能处理军务。
唐穆宗派田弘正之子田布接替李愬，任命李愬为太子少保。
李愬回到了洛阳。
同年十月，李愬在洛阳去世，享年四十九岁。
唐穆宗听说后非常悲痛，命助丧财物增加一等，追赠太尉，谥号武。
李愬的一生并不长寿，但是，他用短短的一生，使得大唐平定藩镇，重新进入统一的局面，功劳巨大。
他的人格尤为令人钦佩，无论对待自己士兵，还是对待俘虏，总是待之以仁，从不滥杀一人。他用他仁慈宽大的胸怀，感动着所有的人们，包括士兵。
当他带兵雪夜奇袭的时候，是那么的艰难，也是那么的危险，可是，士兵们仍然听从着他的话，就是因为，他平时对他们给与了太多的恩情，所以，大伙再艰苦，也愿意追随他。
这一刻，我看到了李愬那高尚的人格，那令人甘心跟随他生死的人格······
王建在《赠李愬仆射二首》中写道：
其一
和雪翻营一夜行，神旗冻定马无声。
遥看火号连营赤，知是先锋已上城。
其二
旗幡四面下营稠，手诏频来老将忧。
每日城南空挑战，不知生缚入唐州。
李愬的英勇无惧，唐兵们的不畏艰险，与王健的诗，不朽于史册矣！