吐蕃的进攻，引起了朝廷的恐慌。唐廷急任郭子仪为关内副元帅，镇守咸阳。郭子仪旧部都已交李光弼指挥，身边仅有兵数十人。紧急征兵后，他开往咸阳，以1万多人面对吐蕃10万多人，而且有不少敌人已渡过渭水。郭子仪多次请程元振拨兵增援，但都没有得到回应。吐蕃兵很快就打到长安城下，吓得代宗逃往陕州。郭子仪听说痛哭不已，匆忙从咸阳赶到长安，以致随行的马车都散架。进城后他十分焦急，捉生将王献忠劫持了诸王子正欲投敌，便怂恿郭子仪：“皇上早已逃跑，现在国家无主，你身为大元帅，皇帝的废立只是您一道命令的事。”郭子仪把他痛斥了一番。几天后，吐蕃兵占领了长安。吐蕃宰相马重英立章怀太子李贤之孙李承宏为帝。当代宗逃往陕州时，唐军多往商州（今陕西商州）逃散，郭子仪派部将王延昌赶到商州去招集他们。逃兵听说郭子仪来了，都欢呼不止，愿听吩咐。不过数日，便招集到4000多人。战将张知节在洛南（今陕西洛南）迎接郭子仪。随后郭子仪将军队屯扎在商州，还进行了一次大规模的阅兵，威震关中。郭子仪分析了形势，决定采用声东击西、虚张声势的疑兵之计。他先派段秀实去劝说邠宁（今陕西彬县和甘肃环江一带）节度使白孝德，请他出兵助战；再派左羽林大将军长孙全绪带200轻骑，到蓝田（今陕西蓝田）城北面，白天擂鼓呐喊，夜晚燃起火把，牵制吐蕃兵力。之后，郭子仪佯装向蓝田城东进军，但却率领主力军奔向蓝田城西。吐蕃兵果然中了郭子仪的计，直向蓝田城东冲杀，但扑了个空。此时，郭子仪迅速集中兵力，奋勇出击，打得吐蕃兵措手不及。吐蕃兵发觉中计，十分惶恐。郭子仪早派张知节、长孙全绪屯兵1万于韩公堆，四处插满旗帜，擂响战鼓，满山遍布篝火。他还派禁军旧将王甫潜入长安，带人在朱雀街上齐声擂鼓，四处高呼：“郭令公（郭子仪）率领大军来啦！”喊声震天，惊骇万分的吐蕃军队不战而逃。唐军顺利地进入长安。郭子仪又斩射生将王抚以明军纪。皇帝任命郭子仪为京城留守。
仆固怀恩派其子仆固率军攻打太原，但被镇守太原的大将辛云击败，失利之后的仆固转而围攻榆次（今山西榆次）。广德二年（764）正月，代宗任命郭子仪兼任河东副元帅、河中（今山西永济）节度使，率军镇守河中。
永泰元年（765）九月，仆固怀恩又招引回纥、吐蕃、吐谷浑、党项等共计30多万大军再次攻唐。不久，就接连攻陷邠州、凤翔、奉天，直逼长安。唐代宗四处调兵遣将，扼守要冲，自己亲率禁军屯守于长安禁苑中。郭子仪也接到代宗圣旨，急忙率军万人日夜兼程赴泾阳（今陕西咸阳西北）抵御敌军。
十月，郭子仪刚到泾阳，回纥、吐蕃的10万大军就将其围困在城中，形势对郭子仪十分不利。面对十倍于己的强敌，郭子仪镇定自若，毫不惊慌。他一面部署诸将四面防守，一面亲率两千骑兵往来策应。不久，吐蕃因仆固怀恩的暴亡而想作联军的统帅。回纥军的主将，怀仁可汗的弟弟药葛罗，为了防止吐蕃乘机吞并，将兵营从城北移至城西。郭子仪认为，在平定“安史之乱”和收复两京之战中，自己曾率军与回纥军并肩作战，在回纥军中有较高的威望，于是就想利用回纥与吐蕃之间的矛盾，来联合回纥共击吐蕃。于是他派部将李光赞出使回纥军营试探，面见回纥军主将药葛罗。
李光赞见到药葛罗后，转达了郭子仪的问候，劝其不要与唐王朝为敌。药葛罗之前听仆固怀恩说郭子仪已经死了，所以听了这话十分吃惊，为了释去心中疑惑，他让李光赞回去告诉郭子仪，让他亲自来和他们见面。
李光赞回城后向郭子仪作了汇报。郭子仪认为现在敌我兵力悬殊太大，难以武力取胜；况且自己与回纥将士曾有着比较亲密的关系，不如亲自去和他们谈一谈，也许可以以和平方式来解决。多数将领赞同郭子仪的意见，但又为他的安全担心，提出派500精锐骑兵一同前往护卫。郭子仪没有同意，并说这样反而会弄巧成拙，引起对方怀疑而误了大事，遂决定单骑进入回纥军营。郭子仪之子郭晞此时也在军中，他拦住马头，跪在地上请求父亲不要冒险去回纥军营谈判。郭子仪严肃地说：“根据目前的形势，如果两军开战，不但我们父子性命难保，就连国家的命运也很危险。如果能以诚意说服回纥，则是天下之大幸。万一谈判不成功，我就以身殉国！”言罢，仅带几名随从，扬鞭驱马直奔敌营。
郭子仪一边向回纥大营前进，一边令随从高喊：“郭令公来了！”回纥兵怀疑有诈，立即摆开阵势，弯弓搭箭，严阵以待。郭子仪见此情形，不慌不忙地翻身下马，摘下头盔，脱去铠甲，放下刀枪，牵着马向回纥军阵前行进。回纥各酋长仔细辨认，见真的是郭子仪，便都接连下马向他施礼。药葛罗也放下弓箭，赶紧走上前跪拜迎接。郭子仪扶起药葛罗，与回纥诸将领一起步入帐内。一阵寒暄过后，郭子仪对药葛罗说：“你们回纥为唐朝立过大功，朝廷待你们也不薄，不知道你们为什么违背盟约而进犯我朝。仆固怀恩叛君弃母，世人唾骂，能对你们做什么好事？你们跟着他，抛弃前功而结新仇，背离唐主而助叛臣，这种举动难道不是很愚蠢么？”郭子仪一席话，使得药葛罗非常惭愧，接连谢罪，并说：“仆固怀恩欺骗我们说唐朝皇帝已驾崩，令公早已去世，中原无主，所以我们才率兵而来。现在皇帝仍然坐镇京城，令公又统兵在此，我们哪里还敢再同您为敌呢！”
郭子仪见药葛罗已经认罪，便接着说：“吐蕃忘恩负义，乘中原内乱，不顾与朝廷的甥舅之亲，屡次兴兵侵犯边境，深入内地，烧杀抢掠，无恶不作。现在吐蕃又想吞并你们，你们为何不反戈一击？这样既能打败吐蕃获其财物，又可以与唐朝继续友好下去，这一举两得的事你为什么不做呢？”药葛罗听后，当即表示赞同。双方当即以酒酹地，并向天发誓两国友好，共同攻打吐蕃。吐蕃国见两国联盟，形势于己不利，于是连夜撤兵了事。
生活简朴谨慎善终
大历十一年（776）四月一日，杨绾被唐代宗任命为中书侍郎。杨绾生活简朴，在朝在野都享有很高的声誉。郭子仪当时正在宴请宾客，听到任命消息，立刻遣散宴会上绝大多数歌舞女子，以示节俭。大历三年（768），郭子仪任河东副元帅，曾发布命令：禁止官兵无事时在大营中骑马奔驰。郭子仪之妻南阳夫人的乳娘的儿子偏不在乎这项禁令，被都虞侯用乱棍打死。郭子仪的儿子们不服，向郭子仪哭诉。郭子仪痛斥了他们。第二天，郭子仪谈及此事，向众人叹息说自己的儿子不赏识都虞侯，却爱惜老娘乳母之子，是奴才。
郭子仪8个儿子7个女儿，其中六子郭暧娶的是代宗之女升平公主。平时郭家人丁兴旺，每当拜寿时，子孙几十口人跪了一地。郭子仪也记不住谁是谁，点点头而已。郭子仪70大寿时，家中人都来贺寿，惟升平公主未到。郭暧就此和公主吵了起来。郭暧随口说出：“你仗着你爹是皇上，对不对？老实告诉你，我爹不稀罕当皇上。”升平公主听见此话，气愤之极，立刻回宫，禀告父皇。唐代宗李豫安慰女儿说：“你丈夫说的是实话，假使你公公真的想当皇上，天下岂是咱们李家的天下？”他安慰劝解了公主，送她回去。郭子仪听说此事，立刻把儿子五花大绑送进宫去，请求定罪。唐代宗说：“俗话说得好，不痴不聋，不作阿家翁。儿女们闺房里说的气话怎么可以认真呢？”
唐德宗建中二年（781）二月十八日，汾阳王郭子仪患病在家，御史中丞卢杞登门问候。郭子仪一反每次接见宾客时常态，将陪伴自己左右的妻妾、侍女全部打发走，独自一人卧床接待。众人不知其故，待客人走后，郭子仪才说：“卢杞脸色青灰，容貌丑陋。女人们一旦见到他肯定会笑出声音来。而他心胸狭窄，为人阴险毒辣，定会怀恨在心。况且他能言善辩，万一将来掌握生杀大权，必定诬陷报复，我怕那时候我家几百口男女老幼一个也保不住。”不久，德宗李适一方面赐郭子仪“尚父”称号，进位太尉、中书令；一方面提升卢杞为御史大夫并兼长安行政长官。10天后卢杞又被提升为门下侍郎、同中书门下平章事。当上宰相的卢杞忌贤嫉能之心开始显露，一点点小事不顺从他，必定置人于死地，杨炎、崔宁、张镒等均受其害。郭子仪由于处事谨慎，预料在先，避免了不必要的祸害。建中二年（781）六月十四日，85岁的郭子仪在长安长乐坊家中去世。