李德裕运筹帷幄，指挥若定。他随时注意前线作战的进展情况，善于抓住薄弱环节，及时正确地处理一些军务。当他发现晋绛行营节度使李彦佐从徐州出发以后，行动迟缓，尚未交战，便立即上奏李炎，认为李彦佐顾望不前，没有讨叛的意思，及时改派骁将石雄取代他。石雄代替李彦佐后第二天，即进击乌岭，连破五寨，俘杀叛军数以千计。王元逵进击尧山，又击败了刘稹的救兵，立了战功，李德裕则立即奏请李炎，加授王元逵同平章事，大力表彰他的功劳，以激励他将。八月，昭义大将李丕前来投降官军，当时有人怀疑他是诈降，李德裕对李炎说：“自用兵半年，未有降者，今安问诚之与诈！且须厚赏以劝将来，但不要置之要地耳。”这一做法，有利于分化瓦解叛军。九月，叛将薛茂卿攻破科斗寨，俘虏官军河阳大将马继等，劫掠并焚烧了十七个小寨。当时，人情汹汹，有人扬言昭义镇蓄养了精兵十万，粮草足用十年，难以攻取，李炎也有些动摇。但经李德裕劝说，李炎坚定了信心，当即对宰相说：“为我语朝士，有上疏沮议者，我必于贼境上斩之！”
朝官们于是安定下来。
李德裕感到河阳兵力较弱，一旦被叛军击溃，将影响整个战局。他奏请李炎，马上从忠武军调拨五千人，增援河阳军，并请求李炎赐甲一千副，弓三千张，弦箭三万支，陌刀二千口，绢三万匹，及时补足了军事装备，很快稳住了阵脚。
在讨伐昭义镇的过程中，李德裕还善于听从部下的正确建议，加快了讨叛战争的进度。
会昌三年（843年）八月，邢、洺、磁三州先后投降。刘稹的部将郭谊、王协见势不妙，遂谋杀了刘稹，投降唐军以赎罪。李德裕认为昭义镇之所以敢对抗朝廷，郭谊等是罪魁祸首，应该加以惩治，李炎赞同，命石雄将郭谊、王协等祸首械送京城。
李炎平昭义之乱是唐王朝干涉地方藩镇割据的最后一次胜利，对于提高唐中央朝廷权威和增强对地方藩镇的控制力有着很大的积极意义，战争结束后各路割据藩镇重新遵守朝命，唐朝在形式上获得了统一。平河东乱正当官军大举讨伐昭义镇时，会昌三年（843年）十二月，在调动太原横水戍卒时，因赏赐不足，军士哗变，他们推都将杨弁为首，攻占了太原。这时，朝廷中又掀起了一场轩然大波，有人建议两地都要停止进兵。会昌四年（844年）正月，被李炎派往太原以观察虚实的中使马元实，接受杨弁的贿赂，回朝危言耸听，大肆为杨弁虚张声势，说杨弁兵多将广，列队长达十五里，盔甲刀戈，耀眼夺目，且物资充足，扬言不可讨伐。李德裕明察善断，当场诘问得马元实张口结舌，无言以对。李德裕上奏李炎说：“杨弁微贱，决不可恕。如国力不及，宁舍刘稹。”即时请下诏，调兵进击杨弁。最终河东监军吕义忠擒获杨弁，将其槛送京师处斩。杨弁的兵变失败，坚定了朝廷对讨伐昭义镇的信心。
安定北疆开成四年（839年），回鹘宰相安允合、特勒柴革密谋作乱，被彰信可汗觉察后诛杀。另一宰相掘罗勿正率兵在外征战，恐被株连，以马三百匹贿赂沙陀酋长朱邪赤心，借沙陀兵共攻彰信可汗。彰信战败自杀，国人立<厂盍>馺特勒为可汗。时草原发生疾疫，遇大雪，羊马多死，回鹘遂衰。
开成五年（840年）秋，回鹘别将句录莫贺为彰信复仇，引黠戛斯骑兵十万进攻掘罗勿，大败其众，杀掘罗勿和馺可汗，焚烧可汗牙帐，回鹘诸部四散逃亡。可汗弟咀没斯和宰相赤心、仆固、特勒那颉啜各率其众抵天德军（治大同川，今内蒙古WLTQQ东北）驻地，请求归附内地，十月，天德军使奏报回鹘兵侵逼西受降城（今内蒙河套地区），连绵六十里，不见其尾，边民恐惧不安。李炎乃诏命振武节度使刘沔屯兵云迦关。
南迁回鹘分为两支，一支是牙帐附近的十三个部落拥立王子乌希特勒为乌介可汗，南保错子山。另一支由可汗兄弟嗢没斯等及其相赤心、仆固、特勤那颉啜等统率。两支南迁回鹘共二十七个部落，多达三十万人。南迁回鹘内部除彰信可汗之叔乌介特勒（后被立为可汗），尚有宰相八人，将军八人，尚书两人，彰信可汗的弟弟嗢没斯，可汗姊一人，回鹘公主一人。而西迁的一支只有宰相一人，可汗外甥庞特勤一人。九月，唐廷诏命河东、振武军队严加防范，并给乌介谷米2万斛，助其度荒。
十一月，回鹘乌介可汗带兵劫杀了送唐太和公主南归的达干等人，把公主作为人质，向南穿过戈壁，屯兵天德军境上。乌介可汗又派人上表唐廷，提出暂借振武军一城居住。十二月，李炎命右金吾大将军王会等人前往慰问，赈济米两万斛，委婉拒绝其借城要求。
不久回鹘再次奏请赈济粮食，要求寻回被吐谷浑、党项掠夺的人口，并再次请借振武城。李炎诏谕城不能借，其他可以应接处理。
为防备回鹘突然入侵，李炎命刘沔为河东节度使，金吾上将军李忠顺为振武节度使。会昌二年（842年）三月，回鹘咀没斯诱杀了内部劲敌赤心和仆固。那颉啜收留赤心之众七千帐向东逃去，侵掠唐边。四月，咀没斯率特勒、宰相等二千二百余人归顺唐廷，被任命为左金吾大将军、怀化郡王。那颉啜率其部至幽州境，卢龙节度使张仲武奉密诏讨击回鹘，遣其弟张仲至率兵三万迎战，大破回鹘军，全部收降其七千帐。张仲武杀戮收擒近九万回鹘人，那颉啜逃遁，后被乌介可汗擒获斩杀。
挟战胜余威，张仲武派大将石公绪兵进契丹、奚两部，尽杀回鹘监使八百余人，从而恢复了唐王朝对两个部落民族的管辖。