李愬平定蔡州以后，下令将军队住扎在球场，等待招讨使裴度来检阅。裴度进入营地时，李愬武装出迎，在路边拜见。李愬与裴度彼此官职不相上下，裴度想回避。李愬说:“蔡人性情顽强叛逆，不知上下尊卑的分别已经几十年了。我们这样做，就是要显示朝廷的威严，希望借此训示他们，使他们知道朝廷的尊贵。”裴度于是接受了李愬的致敬。
宪宗御兴安门受俘，群臣称贺，以吴元济献庙社，徇于市斩之，年二十五。夜失其首。妻沈没入掖庭，二弟、三男子流江陵，皆杀之。斩其属官刘协庶、赵晔、王仁清等十馀人。裴度还，以马总为淮西留后，会宪宗以二剑付监军梁守谦，使悉诛贼将，裴度遇梁守谦于郾城，复与入蔡，商罪议诛。梁守谦对裴度说：“皇上令本座尽诛贼将，我们应该如诏。”裴度阻止说：“淮西刚刚平定就大开杀戒，那是让他们再次造反而已，与国家不利。”于是腾奏替很多归顺朝廷的贼将申解，全宥者甚众。
平定淮西，论功行赏，宪宗进裴度金紫光禄大夫、弘文馆大学士、上柱国、晋国公，户三千，复知政事。任命李愬为检校尚书左仆射，徐州节度使，兼任襄州刺史，山南东道节度，襄、邓、随、唐、复、郢、均、房等州观察等使，上柱国，封爵凉国公，食邑三千户，实封五百户，一个儿子封五品正员官。
蔡平，王承宗惧，裴度遣辩士柏耆胁说王承宗：“公先辈王武俊勇冠三军，虽一时献身于贼，但是终能知忠义，武俊归顺朝廷后，立下了不朽功勋，公是其后辈为什么不学先人流芳百世，而与吴元济之流同流合污呢？现吴元济已授首，公想做吴元济第二吗？”王承宗惭愧不已，乃献德、棣二州，纳子为人质。又谕亲信程权入觐。朝廷始判沧、景、德、棣为一镇，朝廷命帅，而承宗势乃离。
朝廷诛吴元济，李师道恐惧，上表乞听朝旨，请割三州并遣长子入侍宿卫，宪宗诏许之。师道识暗又好色，政事皆决于群婢。婢有号蒲大姊、袁七娘者，风骚迷人，深得李师道宠爱，李师道对她们两个言听计从。蒲大姊、袁七娘两人乃对李师道说：“自先司徒以来，有此十二州，奈何一日无苦而割之耶！今境内兵士数十万人，不献三州，不过发兵相加，可以力战，战不胜，乃议割地，未晚也。”李师道从之而止。
裴度见李师道死鸡撑硬颈，于是密劝宪宗诛之。宪宗乃诏宣武、义成、武宁、横海四节度会田弘正致讨。弘正请自黎阳济河，合诸节度兵，其他的宰相皆谓宜。裴度说：“魏博军度黎阳，即叩贼境，封畛比联，易生顾望，是自战其地。弘正、光颜素少断，士心盘桓，果不可用。不如养威河北，须霜降水落，绝阳，深抵郓，以营阳谷，则人人殊死，贼势穷矣。”宪宗说：“善.”诏弘正如裴度言。
元和十三年七月，沧州节度使郑权破淄青贼于齐州福城县，斩首五百余级。武宁军节度使李愿遣将王智兴击破李师道之众九千，斩首二千余级，获牛马四千，遂至平阴。徐州节度使李愬、兵马使李祐于兖州鱼台县破贼三千余人。魏博节度使田弘正率本军自阳刘渡河，距郓州九十里下营，再接战，破贼三万余众，生擒三千人，收器械不可胜纪。陈许节度使李光颜于濮阳县界破贼，收斗门城、杜庄栅。田弘正复于故东阿县界破贼五万。诸军四合，累下城栅。
东军诸道行营节度擒贼将夏侯澄等共四十七人，宪宗下诏说：“附丽凶党，拒抗王师，国有常刑，悉合诛戮。朕以久居污俗，皆被胁从，况讨伐已来，时日不几，纵怀转祸之计，未有效款之由，情似可矜，朕不忍杀。况三军百姓，孰非吾人，诏令颁行，罪止师道。方欲拯于涂炭，是用活其性命，诚为屈法，庶使知恩。并宜特从释放，仍令却递送至魏博及义成行营，各委节度收管驱使。如父母血属犹在贼中，或羸老疾病情切归还者，仍量事优当放去，务备相全贷，何所疑留。”及澄等至行营，贼觇知传告，叛徒皆感朝恩。
李师道使刘悟将兵当魏博军，田弘正横刀立马与刘悟大战，刘悟不敌，败退。既败，李师道数令促战。刘悟死不出战，蒲大姊于是对李师道说：“刘悟不出战就是贪生怕死，公要防范其投降朝廷。”李师道大惧，袁七娘应和说：“不如我们令刘悟来议事，暗中图之”。李师道大喜，乃使奴召刘悟计事。刘悟知其来杀己，乃称病不出，召将吏谋说：“魏博兵强，乘胜出战，必败吾师，不出则死。今天子所诛，司空一人而已。悟与公等皆被驱逐就死地，何如转祸为福，杀其来使，以兵趣郓州，立大功以求富贵。”众皆说：“善。”刘悟乃迎其使而斩之，遂拿着师道赐予的追牒，以兵趣郓州。
及夜，至门，刘悟示以师道追牒，乃得入。兵士继进，至球场，因围李师道内城，以火攻之，擒师道而斩其首，送于魏博军。是月，田弘正献师道首于京师，宪宗命左右军如受馘仪，先献于太庙效社，宪宗御兴安门受之，百僚称贺。
宪宗听闻李师道妻魏氏艳美，于是把她纳入后宫，其小的儿子就入宫做太监。李师道堂弟师贤、师智配流春州，侄弘巽配流雷州。诏分其十二州为三节度，令马总、薛平、王遂分镇。仍命宰臣崔群撰碑以纪功：“国家自天宝末安禄山首乱两河，至宝应元年王师平史朝义，其将薛嵩、李怀仙、田承嗣、李宝臣等受伪命分领州郡，朝廷厌兵，因仆固怀恩请，就加官爵。及侯希逸为军人逐出，李正己又据齐、鲁之地，既而递相胶固，联结姻好，职贡不入，法令不加，率以为常。仍皆署其子为副大使，父死子立，则以三军之请闻，亦有为大将所杀而自立者。自安、史以后，迄至于贞元，朝廷多务优容，每闻擅袭，因而授之，以故六十余年，两河号为反侧之俗。皇上知人善任，削平乱迹，两河复为王土焉”。
唐宪宗平定了淮西和平卢淄青的叛乱，对杜秋娘更加宠爱有加，李师道妻魏氏深受冷落，一年后，魏氏万念俱灰，出家为尼。