永王拒绝回到蜀中，江陵长史李岘嗅出了其中的味道有些不对劲，便借病辞别李璘奔赴肃宗行在，肃宗又召来高适，几人一起商量计策。高适分析了一番江东的形势，认为李璘谋反必败。于是当年的十二月，肃宗设置淮南节度使，掌管广陵等十二郡，以高适为节度使；又设置淮南西道节度使，管辖汝南等五郡，任命来瑱为节度使。这样，这两人就可以与江东节度使韦陟合力共同对付李璘了。
假如历史止步于此，那么李璘绝对是冤枉的，但是李璘不该擅自率兵东巡。十二月二十五日，永王带兵顺长江而下，其军势浩大，从方向来看，确实有可能向金陵进发，不过史书上的写法是“犹未露割据之谋”，大概沿途中也没有什么明确目标，看哪个地方碍事先打哪里。这个举动不小，一位亲王，带着军队，莫非兜风来了？不可能啊。吴郡太守兼江南东路采访使李希言觉得此事非同一般，就写信责问李璘为何要擅自发兵东下，他的意图究竟是什么。李璘大怒，说“寡人上皇天属，皇帝友于，地尊侯王，礼绝僚品，简书来往，应有常仪，今乃平牒抗威，落笔署字，汉仪隳紊，一至于斯！”李璘的话中，提到“上皇天属，皇帝友于”，太上皇的儿子这没什么特别，那何谓“友于”？《尚书·君陈》：“惟孝友于兄弟”。后来割裂用典，以“友于”代“兄弟”。一般情况下，皇弟与其皇兄的关系不好，只怕也不敢轻易拿来逞强，所以永王敢这样说，的确是以此自恃的。只是他的这个“友于”派了三个节度使看着他，他难道毫无察觉？不是吧……若果真如此，那他也太缺乏政治敏感了。再看看李璘发怒的原因，似乎只是认为李希言对他无礼，别无其它。一个无礼，罪不至死，永王又做何反应呢？李璘的动作大了一点，派部将浑惟明袭击吴郡的李希言，又派季广琛袭击广陵长史、淮南采访使李成式。其实永王李璘应该不是个很鲁莽的人，这样的手段未免显得太莽撞，而且李希言的话并不是很过分，在李璘随玄宗逃亡的过程中听到比这个还不尊重他的话应该更多才是，难道是怒火积压的太多，忍不住爆发了？可是李璘是个聪敏好学的人啊，这样做未免与“聪敏”有矛盾。
事情变得一发不可收拾。李璘派兵进攻，李希言等人不能坐等，所以派元景曜和阎敬之率兵抵挡，李成式也派出李承庆迎击。李璘进兵，杀掉了阎敬之，并且将他的首级示众，吓得元景曜与李承庆赶紧投降，江淮地区因此大为震动。这下，肃宗派来的三个节度使就有用武之地了，高适、来瑱和韦陟三人在安陆会合，结盟讨伐李璘。
李璘是真的想谋反么？看来想推也推不干净了。再联系此前李璘的大发雷霆，忽然觉得他是以李希言无礼为借口。但我们无法同时也没必要再以更多的事实来推断，只这一件事，足以要了李璘的命。
此前，肃宗接到李璘不肯听命的消息，便派出宦官去征讨他。他们到达广陵后，碰上河北招讨判官李铣也在，再加上李成式，几人合兵讨伐李璘。李铣驻扎在扬子的军队有数千，李成式也派出判官裴茂率三千人马在瓜步洲伊娄埭驻扎，他们在长江沿岸广树军旗，大有张良在峣关给刘邦出的“张旗帜诸山上为疑兵”之计的意思。这一招真的管用了，李璘与他的儿子李玚登上城楼，眺望远方，看到一排排军旗，心中不免有些害怕。这时他的部将季广琛和其它将领们商量说：“我们跟着永王走到这一步，都是老天不帮我们。人谋不成，不如趁没交战的时候，赶快自谋出路，要不然兵败身死，我们就永远成了逆臣贼子。”有句话叫树倒猢狲散，现在树还没倒，猢狲就已经散了，季广琛逃向了广陵，浑惟明逃向江宁，冯季康逃向白沙。猢狲不在了，树也有些空虚，李璘来不及气愤，因为这些将军带兵一走，他势力减弱，一时不知道该怎么办才好，所以就更觉得害怕了。当天晚上，长江北面的军队点明火炬，映照在水中，分不清是火光还是水光，李璘的军队中居然也列火炬来响应。这下李璘可受不了了，以为官军已经渡过了长江，匆忙之中带着家眷与部下潜逃出去。等到天亮的时候，却没看到有过江的唐军，于是又返回城中收集军队，准备乘船而逃。实在是虚惊一场，真怀疑李璘军中是否有唐军派来的间谍在捣乱。而后，李成式部下赵侃等人渡过长江，到达新丰，李璘派自己的儿子李玚与部将高仙琦出兵迎击。交战中，李玚的肩膀被箭射中，永王的军队被杀的大败。李璘带领残兵逃到了鄱阳，收拣库中的军械物资，想逃向更南方的岭南，却被江西采访使皇甫侁追赶上，成了俘虏。后来永王李璘被皇甫侁秘密杀害，他的儿子李玚也死在乱军之中。这时是至德二年的二月。从永王疑似谋反到丧命，不过几个月的时间，至此被肃宗平息。
肃宗的反应并不很过分，只是大敌当前，如果他把这份雷厉风行的劲头拿到平定叛军上，岂不更好？永王自己也十分不明智，不管他想不想谋反，都不该带兵沿江而下。不想谋反，当然不该这么做，想谋反，就要有可以谋反的缜密心思才行，现在这里有三个节度使来看管自己，难道就不能忍一时吗？至少等肃宗放松警惕再办事也好，这算什么呢？所以，永王之败是在意料之中的事。
永王之败的余波，就是肃宗对皇甫侁擅自杀害他的好弟弟十分恼怒，说了一句：“既然生擒了我的弟弟，怎么不把他送来却擅自杀害了呢！”然后把皇甫大人的官撤了而不录用。其实皇甫大人的做法未必不好，不然肃宗又要如何处置这个“爱弟”呢？处罚的太重，难免有反对的声音，处罚的太轻，又无以警示他人，肃宗亲自下命杀永王的可能性几乎是零。而皇甫侁又为何要杀永王呢？没得到太上皇、皇帝的命令，擅自杀死皇室成员，怎么都有点太大胆了，尽管永王是戴罪之身，但“疏不间亲”这个真理是一万年不变的，而且皇甫侁的身份地位都不足以支持他杀皇帝的子弟。难道，皇甫侁本人和永王有什么过结吗？似乎也没有啊，那皇甫侁何必非要在押送到灵武之前杀永王，而且还是秘密杀害的。里面好像有问题。我的怀疑是，这中间是不是有人传了什么话？皇甫侁是不是听了这些话才会去杀人？可是，传话的人是谁呢？幕后主使又是谁呢？其实传话的人不重要，重要的是谁要杀死永王。肃宗的嫌疑最大，他碍于仁慈的名义不敢轻易下手，但永王留下来也是不安定因素，毕竟还是杀了保险，所以完全可能偷偷派人去让皇甫侁杀李璘，然后自己再把他贬官，那么此事皇甫侁也是不会说出来的，因为他绝不敢惹怒皇帝，否则就不是贬官这么简单了。这样既可以达到目的，又可以保全自己友于之名，岂不善哉？只是这么推测的话，肃宗的形象就有点可怕了。是不是呢？反正就算是，肃宗也不会留下什么证据来。但综合一下肃宗的为人，似乎还不大像他所为。