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！