，破安太清，下怀、卫二州，围相州，战愁思岗。凡经五月，常为先锋，坚敌大阵，必经其战，勇冠三军。寻充都知兵马使。及李光弼代子仪，怀恩又副之。乾元二年，进封大宁郡王，迁御史大夫、朔方行营节度。又从李光弼守河阳，破周出，擒徐璜玉、安太清，拔怀州，皆摧锋陷敌，功冠诸将。其男瑒又以开府仪同三司从将兵于其军，每深入虏阵，以勇敢闻，军中号为“斗将”。
怀恩为人雄毅寡言，应对舒缓，而刚决犯上，始居偏裨之中，意有不合，虽主将必诟怒之。郭子仪为帅，以宽厚容众，素重怀恩，其麾下皆朔方蕃汉劲卒，恃功怙将，多为不法，子仪每事优容之，行师用兵，倚以辑事。而光弼持法严肃，法不贷下，怀恩心惮而颇不叶。上元二年，从李光弼与史思明战于邙山，不利。肃宗以怀恩功高，恩顾特异诸将，至冬，加工部尚书，敕李辅国及常参官送上，太官造食以宠之。
代宗即位，拜陇右节度，未行，改朔方行营节度，以副郭子仪。其秋，上使中官刘清潭请兵于回纥登里可汗，登里已为史朝义诱之倾国入塞，众号十万，关中骚扰，上使殿中监乐子昂驰于塞上劳之，遇于忻州。先是，肃宗以宁国公主下嫁于毗伽阙可汗，毗伽阙可汗又以少子请婚，肃宗以怀恩女妻之。毗伽可汗死，少子代立，即登里可汗。登里立，以怀恩女为可敦。至是，可汗请与怀恩及怀恩之母相见，诏从之。怀恩嫌疑不敢，上因赐铁券，手诏以遣之，即令其母便发。怀恩与回纥可汗相见于太原，可汗大悦，遂许助讨朝义，于是进兵，历太原、汾、晋，营于陕州以俟期。十月，诏天下兵马元帅雍王为中军先锋，以怀恩为副，加同中书门下平章事，领河东、朔方节度行营及镇西、回纥兵马赴陕州，并令诸道节度一时齐进。怀恩与回纥左杀为先锋，观军容使鱼朝恩、陕州节度郭英乂为后殿，自渑池入；陈郑节度李抱玉自河阳入；河南副元帅、雍王留陕州。怀恩等师至黄水，贼徒数万，坚栅自固。怀恩阵于西原上，广张旗帜以当之，命骁骑及回纥之众傍南山出于东北，两军举旗内应，表里击之，一鼓而拔，贼死者数万。朝义领铁骑十万来救，阵于昭觉寺，贼皆殊死决战，短兵既接，相杀甚众。官军骤击之，贼阵而不动。鱼朝恩令射生五百人下马，弓弩乱发，多中贼而死，阵亦如初。镇西节度使马璘曰：“事急矣！”遂援旗而进，单骑奔击，夺贼两牌，突入万众之中，左右披靡，大军乘之而入，朝义大败，斩首一万六千级，生擒四千六百人，降者三万二千人。转战于石榴园、老君庙，贼党又败，人马蹂践，填于尚书谷，朝义轻骑而走。怀恩乃进收东京及河阳城，封其府库，伪中书令许叔冀、王伷等，承制释之，悉皆安堵。
怀恩留回纥可汗营于河阳，乃使其子右厢兵马使瑒、北庭朔方兵马使高辅成以步军万余众乘胜逐北。怀恩常压贼而行，至于郑州，再战皆捷；进至汴州，伪节度张献诚开门降；又拔滑州，追破朝义于卫州。伪睢阳节度田承嗣、李进超、李达卢等兵马四万余众，又与朝义合，据河来拒。瑒连盘济师，登岸薄之，贼党悉奔，长驱至昌县东。朝义率魏州兵马来战，又败走，达卢来降，贼徒震骇。于是相州伪节度薛嵩以相、卫州、洺、邢、赵降于李抱玉、高辅成、尚文悊；伪恆阳节度李宝臣以深、恆、定、易四州降于河东节度辛云京。朝义至贝州，又与伪大将薛忠义两节度合。瑒至临清，惧贼气盛，驻军以俟变。朝义领众三万并攻具来攻，瑒令高彦崇、浑日进、李光逸等设三伏以待之，贼半渡，伏发，合击而走之。其时回纥又至，官军益振，瑒卷甲驰之，大战于下博县东南。贼背水而阵，大军冲击而崩之，积尸拥流而下。朝义又走莫州。于是河南副元帅都知兵马使薛兼训、兵马使郝廷玉、兗郓节度使辛云京会师于下博，进军莫州城下。朝义与田承嗣频出挑战，大败而旋，临阵杀其伪尚书敬荣。朝义惧，自分万余众投归义县，留承嗣守城。于是淄青节度侯希逸继诸将同为攻守，凡月余日。瑒与高彦崇、侯杀逸、薛兼训等以众三万追及朝义于归义县，交锋而贼溃。属幽州节度使李怀仙送降款，瑒顿兵于其境，遣怀仙分兵追蹑。二年三月，朝义至平州石城县温泉栅，穷蹙，走入长林自缢，怀仙使妻弟徐有济传其首以献。又降田承嗣之军，河北悉平，怀恩乃与诸将班师。
先是，去冬郭子仪以怀恩有平定河朔之功，让位于怀恩，遂授河北副元帅、尚书左仆射、兼中书令、灵州大都督府长史、单于镇北大都护、朔方节度使，仍加实封四百户，通前一千户。春，又加太子少师，充朔方都知兵马使、同节度副大使，食实封五百户，庄宅各一所，仍与一子五品官。高辅成太子少傅、兼御史中丞，充河北副元帅都知兵马使，加实封三百户，仍与一子五品官。高彦崇太子宾客，仍旧朔方右厢兵马使，实封二百户，庄宅各赐一所，与一子五品官。
遂诏怀恩统可汗还蕃，遂自相州西郭口趣潞州，与回纥可汗会，出太原之北。怀恩初至太原，辛云京以可汗是其子婿，疑其召戎，闭关不报，且惧可汗相袭，不敢犒军；及还，亦如之。怀恩父子宣力王室，攻城野战，无役不从，一举灭史朝义，复燕、赵、韩、魏之地，自