元和十一年（816年）四月初五，李光颜与乌重胤在陵云栅击破淮西军，斩首三千级。五月初七，李光颜与乌重胤又于陵云栅败淮西兵，斩首两千多级。十月二十三日，李光颜与乌重胤攻克陵云栅。二十五日，李光颜攻占了石、越二栅垒。宪宗听闻后大悦，赐给告捷的人奴婢和银锦。同年十一月二十九日，李光颜升任检校尚书左仆射。

郾城之战

元和十二年（817年）三月二十七日，李光颜在郾城大破淮西军三万人，叛将张伯良逃走，叛军将士的十分之二三被杀，俘获战马千匹、兵器甲胄三万套。郾城守将邓怀金请降，李光颜成功收复郾城。八月初六，李光颜与乌重胤于贾店战败。

当时，宰相裴度率僚佐在沱口观看修筑城墙，淮西大将董重质率骑兵从五沟出发，前来拦击裴度，大声呼喊着向前进军，搭着弓弩，拔出兵器，兵锋将要危及裴度。李光颜与田布尽力作战，抵御董重质，裴度才得以进入沱口城中。叛军撤退时，田布又扼守敌叛军在沟中的退路，叛军下马翻越沟堑，摔死压死的有一千多人。

单骑受降

此时，李愬乘其无备，率兵夜袭蔡州，生俘吴元济。董重质的家属也在蔡州被俘，董重质因而抛弃时曲军队，向李愬投降。李光颜闻知后，跃马入叛军大营，大呼贼兵投降。叛军一万多人，都解甲投戈等候发落。

元和十二年（817年）十一月初三，宪宗对众人论功行赏，加李光颜为检校司空、使持节许州诸军事兼许州刺史、御史大夫，并赐勋上柱国，封爵武威郡开国公，食邑二千户，其余散官勋职如故。

元和十三年（818年）春，宪宗命中官到李光颜居宅赐宴，并赐给刍米二十余车。宪宗又于麟德殿召见他，赐金带锦彩。五月十三日，朝廷准备征讨平卢节度使李师道，授李光颜为义成军节度使。李光颜到军后，立即奔赴行营，与魏博节度使田弘正共同率军讨伐。数十日内，李光颜两度于濮阳击败叛军，斩杀数千人，并率军深入叛军后方。

元和十四年（819年），吐蕃入侵，朝廷改授李光颜为邠宁节度使。当时盐州城被吐蕃毁坏，朝廷命李文悦为刺史，令李光颜充任勾当修筑盐州城使，依例准许他随带陈许六千人前往邠宁赴任。

元和十五年（820年），宪宗暴死，由唐穆宗李恒即位。六月，穆宗加授李光颜特进依例赐其子四品正员官，以表彰他修筑盐城之功。穆宗因李光颜功冠诸将，不久后又命他回京，在宫中赐宴优赏，于开化里赐他宅第。九月十九日，李光颜加职同中书门下平章事，随即带着平章事官衔回到邠宁镇署。

同年，吐蕃侵泾原。当时夏州节度使田缙因贪赃卑下侵扰党项羌，羌人便引吐蕃入寇。等到吐蕃军进攻泾州，边将郝玼血战才使其退却。李光颜闻知吐蕃攻泾州时，部署军队前往援救，邠宁驻军喧然而议说：“一人供给五十缗而不识战阵，那是什么人呀！正常规定的衣物资用得不到却要前去迎着白刃，这又是什么人哪！”汹汹然愤恨不可遏止。李光颜素来颇得军心，此时委婉陈说大义，言出流涕，三军为之感动，都流下眼泪，便欣然出发。吐蕃听闻李光颜全军前来后，因畏惧而退去。史称“盖田缙始生国患，而赖光颜、郝玼之驱戮也”。

长庆元年（821年）三月，李光颜调任凤翔尹，充任凤翔陇右节度使，依旧任检校司空、同中书门下平章事。十二月，朝廷因李光颜从前镇守忠武军时颇得人心，正欲讨伐成德叛藩王庭凑，故改授其为忠武军节度使。李光颜赴镇之日，宰相百官按例在章敬寺送别，穆宗驾临通化门送行，赐给锦彩、银器、良马、玉带等物。

长庆二年（822年），朝廷下诏讨伐王廷凑，命李光颜兼任深州行营诸军节度使。李光颜受命后即出兵征讨。但朝廷讨伐王庭凑不利，李光颜也只能闭壁自守。因孤军深入，粮饷运送艰难，朝廷又将沧、景、德、棣等州划与李光颜兼管，任命他为横海节度使、沧景观察使，仍兼任忠武、深州行营节度使。因诸州与叛镇邻近，便于急速运送。李光颜认为朝廷处置失当，叛镇相互勾连，不能短时间平定。如果自己行事有差错，就会前功尽弃，便恳切推辞兼管方镇之职。李光颜统辖的忠武军士兵得知朝廷已经停罢了诸道在河朔前线的军队，而自己还要留守沧州和景州，都大声喧闹，向西奔走，要返回许州。李光颜无法制止，以致受惊得病。他一再向朝廷上表，祈请辞去横海节度使归镇，穆宗允准。后朝廷果然讨伐无功而赦免王廷凑。

长庆二年（822年）七月，宣武节度使李愿被士兵驱逐，军中拥立牙将李絺为帅，发动叛乱。朝廷命李光颜率忠武军讨伐，扎营于尉氏（今河南尉氏）。牙将李质趁李絺脑疽发作时将其诛杀，传首京师，并迎接新任宣武节度使韩充。据《旧唐书·韩充传》记载，李光颜“意欲必先收汴”，借机大肆俘获抢掠，而监军姚文寿也企图召李光颜入城。但韩充直入汴州，最终断绝了其念想。

长庆四年（824年）六月，唐敬宗拜李光颜为守司徒兼侍中。

宝历元年（825年）七月，李光颜升任太原尹、北京留守、河东节度使，进阶开府仪同三司。同月，李光颜于宣政殿正式受册封司徒兼侍中。

宝历二年（826年）九月三日（10月7日），李光颜去世，享年六十五岁（《旧唐书》作六十六，此从《李光颜神道碑》），河东军的官民听闻此讯后，为其罢市；敬宗也为其废朝三日，追赠太尉，谥号忠。

在平定淮西时，李光颜出力最多，前后与淮西军多次交战，并于郾城之战中大破三万淮西兵、威震敌军，吴元济调集所有的强兵勇将，来防御他的进攻。为李愬夜袭蔡州创造了条件。

李光颜本性忠义，善于抚慰将士，他的部下都乐于为其任用。忠武军在他手下强悍，经常担任诸军先锋，所以多次立下功勋。直到黄巢之乱时，唐僖宗都“倚许军以屏蔽东都”。

马燧：尔有气量，终当光大，但吾不得见其时耳。

裴度：臣观李光颜见义能勇，终有所成。

朝廷百官：始战於夏，又战於蜀，大战於蔡，终功於齐。皆著嘉庸，实为上将。

苏遇起：公位冠群後，勋在王府，明著先公之美於後世，於古为可。

段文昌：以忠武军帅李光颜。往者平朔边，静庸蜀。双矛电激，孤剑飙驰，亦犹冯异之总军锋，子颜之将突骑，才气雄武，可扫搀枪。总魏博河阳郃阳凡三军，自临颖而前。

白居易：且光颜久将有威名，度为人忠勇，可当一面，无若二人者。

许当：李太师建定难之勋，怀弓藏之虑。

杨巨源：玉塞含凄见雁行，北垣新诏拜龙骧。弟兄间世真飞将，貔虎归时似故乡。鼓角因风飘朔气，旌旗映水发秋光。河源收地心犹壮，笑向天西万里霜。倚天长剑截云孤，报国纵横见丈夫。五载登坛真宰相，七重分阃正司徒。曾闻转战平坚寇，共说题诗压腐儒。料敌知机在方寸，不劳心力讲阴符。

李纯：忠武军节度使李光颜，崆峒秀气，为时生才，谦和不流，简厚能断。本忠信以经武，阅《诗》、《书》以理戎，首职北垣，声雄大卤。受命既平于朔野，悬军亦翦其巴庸，已积功劳，铭在钟釜。朕以淮濆负固，历纪稽诛，自授兵符，独运明略。分营先得其地险，吞敌屡挫于贼锋，尝下名城，拔其赵帜，制胜之术，动合鬼神，百战表于忘躯，一心注于报国。岁月滋久，坚诚不回，当凶妖就执之初，是溃党乞降之际，单骑以入其栅垒，免胄而吊其伤残，纳之不疑，乃见全德。

李恒：李光颜禀忠厚仁信之资。服《礼》、《乐》、《诗》、《书》之训，沈勇而决，刚严不残，挺长剑之锋凌，蓄殷雷之气象，以忘身徇节为任，以约己率众为心。属先帝抚运勤人，垦菑除害，能展七擒之略，以成四克之功。方夏甫宁，凯旋未几，驱仍岁陷坚之士，为盛秋乘障之师，果逐奔戎，载完危壁，西绝夷落，威名赫然。念兹勋庸，当极寄任，是以徵自堡塞，接于明庭，亟闻宏远之规，复挹冲深之度。固可以内参钧轴，外总麾旗，宪彼万邦，叶予一德，可不勉欤！

元稹：气敌三军，心师百行，有卞庄之勇，守之以仁，有日磾（金日磾）之诚，济之以武，叱咤则风云回合，闲宴则樽俎周旋，盖文武之令才，真古今之良将。是以淮蔡之役，百胜功高，青齐之师，一面居最。

杜牧：我爱李侍中，摽摽七尺强。白羽八札弓，髀压绿檀枪。风前略横阵，紫髯分两旁。淮西万虎士，怒目不敢当。

李程：①经使大厦者，实先榱栋；利涉巨川者，必具舟楫。在宪宗时，淮夷阻命，历选将帅，大兴师戎。始以忠武军节度使李公，首应注意之选，终成弭寇之效。策勋行赏，公实居多。故幅员千里，尽成内地；男女万户，不为匪人。任土之贡，岁入王府，谁其致之，知所自矣。②四时运行，岁功聿成。群雄经营，王度乃贞。于赫太尉，五世间生。周之方召，汉之韩彭。智叶蓍蔡，心为权衡。扬之不浊，澄之益清。孝乎其亲，友于其兄。六践台席，八拥戎旌。隐若敌国，屹如长城。苍生瞻戴，天子倚爱。发迹并部，知名当代。危自我安，否自我泰。罕山苍苍，汾水汤汤。兵符相印，佩握还乡。内持吏化，外靖戎疆。俗既富庶，人方乐康。神理冥冥，天道茫茫。不臻期颐，孰谓延长。泉扃一掩，千载传芳。

刘昫：①古所谓名将者，不必蒙轮拔距之材，拉虎批熊之力；要当以义终始，好谋而成。而阿跌昆仲，禀气阴山，率多令范。让家权于主妇，拒美妓于奸臣；章武恢复之功，义师之效也。②淮、郓砥平，义将输诚。

宋祁：①至浑瑊、趯跌、光颜辈，烈垂无穷，惟其谅有余故也。②世皆谓李愬提孤旅入蔡缚贼为奇功，殊未知光颜于平蔡为多也。是时，贼战日窘，尽取锐卒护光颜，凭空堞以居，故愬能乘一切势，出贼不意。然则无光颜之胜，愬乌能奋哉？

王安礼：淮西，三州尔，有裴度之谋，李光颜、李愬之将，然犹引天下之兵力，历岁而后定。

孙光宪：李太师光颜以大勋康国，品位穹崇。

胡三省：自曲环、李光颜以来，忠武军屡立战功。

《太原府志》：性忠义，善抚士，其下乐为用。许师动悍，常为诸军锋，故数立勋焉。

李塨：平蔡之役，非李光颜苦战疾鬬，重致洄曲之兵，则李元直不能成夜半之绩。非李元直示弱招降，能速雪夜之入，则李光颜亦未必即奏荡平之功。二公者各擅其长，以交相成者也。

蔡东藩：①光颜却还美妓，为将帅中所仅见，观其对韩弘使语，寥寥数言，能令四座感泣。人孰无情，有良将以激厉之，自能收有勇知方之效，见色不动，见利不趋，此其所以可用也。郾城一役，董昌龄举城请降，虽平时得诸母教，然亦安知非闻风畏慕，始稽首投诚乎？②当时相臣如裴度，将臣如李光颜，皆一时名流，乃为奸臣腐竖所牵制，不能成功，集天下之兵，不能讨平二贼，反以节钺委之，乱臣贼子，岂尚知有天子耶？

李光颜在河东军任偏将时，为河东节度使马燧所看重，马燧曾对他说：“你有非凡的相貌，最后一定会显扬，只是我无法见到那个时候罢了。”便将自己的佩剑解下赠予李光颜。

李光颜功成名就后，有个女儿还没有嫁人，幕僚们都说他一定会选个好女婿，便装作从容地向他极力赞扬郑秀才，说郑秀才出身名门诗家，仪表风流倜傥，希望他能把女儿嫁给郑秀才。几天后，众人又提及此事，李光颜谢绝众人提议，说：“我不过是一个兵，遭遇许多灾难，偶然立下点功劳，怎敢妄想高攀名门望族，招来闲言碎语呢？我自己已选好女婿，你们都不知道。”便叫来一个典客小吏，指着他说：“这就是我女儿的配偶。”便提升他到自己身边任职，用自己的钱财资助他。随从们听说后，都认为很妥当。他的从事许当说：“李太师能在鼎盛之朝考虑到鸟尽弓藏的祸端，做事当远避祸患，理应回避嫌疑，哪里敢攀结高门显贵，违背当初的志向呢？这和那些一定要娶像国子、高子那样大官的女儿，向王谢那样的世族家庭求婚的人相比，不是相差很远吗？”

李光颜与其兄李光进年少时即以孝顺父母、兄弟和睦在军中享名。等到为母守丧，他们三年不归居室。李光颜先娶妻，其母将家务交付与她。母亲去世后，李光进才娶妻。李光颜让妻子将管钥、家谱、财物都交归于嫂。李光进让妻子还交弟媳，并对李光颜说：“弟媳初来即侍奉母亲，母亲曾命她主持家事，不能更改。”兄弟臂膀相持流泣良久，仍如从前一样生活。

李光颜征讨淮西时，都统韩弘曾命诸军齐攻叛军城池，叛军又径直攻打乌重胤营垒。乌重胤抵挡叛军，身中数枪，快骑向李光颜求救。李光颜断定小溵桥是贼人堡垒，乘其无备，派田颖、宋朝隐攻取该处，将城墙拆毁壕堑填平，乌重胤得以获救。韩弘认为李光颜违反军令，要将田颖及宋朝隐处死。二人都勇敢而有才干，军中都为他们感到惋惜，李光颜畏惧韩弘不敢将二人留下。恰值中使景忠信到来，闻知情由，便假托诏令，以刑械将二人就地囚禁。迅即回朝谒见宪宗，将事情本末一一禀奏。宪宗赦免景忠信矫诏之罪，命他立即前往军中释放田颖及宋朝隐。韩弘与李光颜相继上表论说，宪宗对韩弘的使者说：“田颖等人违反都统之令，本当处死。但李光颜认为他们袭贼有功，也可宽赦。军队固然有三令五申，亦应放过这两人以收来日之效。”等到用诏书宣谕时，韩弘亦感到不悦。

李光颜在讨伐淮西诸将之中作战最为出力，但韩弘不愿迅速平定淮西，为博取李光颜的欢心，在全大梁城中找到一个美妓，教给她唱歌跳舞，弹奏乐器，用珠宝玉石、金银翡翠将她打扮起来，价值数百万钱，派使者将她赠给李光颜。使者先将书信交给李光颜，正值李光颜大宴将士，使者将歌妓进献上来，歌妓的容貌姿色冠绝当代，满座将士都惊呆了。李光颜告诉使者说：“韩相公同情我客居他乡，赐给我漂亮的歌妓，我蒙受韩相公的恩德诚然深厚。但是，我这里有数万战士，都是丢下家庭，远道而来，在白晃晃的兵器之中冲撞，难道我能够忍心单独以娇声美色自己娱乐吗！”说着便流下了眼泪，在座的人们也都哭泣起来。李光颜当即在席上赠给使者许多缯帛，连同歌妓也退还给他，还说：“替我多谢韩相公。我已决心以身许国，立誓不肯与忤逆的贼人共存于世间，就是死了，也不会有二心！”从此后，士气更加激昂。

《旧唐书·卷一百六十一·列传第一百一十一》

《新唐书·卷一百七十一·列传第九十六》

《资治通鉴·卷第二百三十七·唐纪五十三》

《资治通鉴·卷第二百三十九·唐纪五十五》

《资治通鉴·卷第二百四十·唐纪五十六》

《资治通鉴·卷第二百四十一·唐纪五十七》

《资治通鉴·卷第二百四十二·唐纪五十八》

据《河东节度使太原尹赠太尉李光颜神道碑》记载：李光颜去世后，葬于太原县东孝敬原，与妻子阿史那氏合葬，墓今无存。雍正年间《山西通志》亦有记载。