淮西战事连着山东、河北割据势力的存亡，吴元济纵兵抗衡，王承宗、李师道暗中配合，给予政治声援和军事援助，淮西之役，是一场十分激烈的斗争。吴元济遣使求救，于是王承宗、李师道数上表请赦免吴元济。杨恒不答应，李师道遣大将率二千人趋寿春，声言助官军讨吴元济，实际上在军事上制肘官军。李师道又派刺客数十人，发盗数十人攻河阳转运院，杀伤十余人，烧钱帛三十余万缗匹、谷三万余斛，于是人情恇惧，群臣多请罢兵，但杨恒坚决削藩，不许罢兵。

诸军讨淮西久未有功，五月，杨恒遣中丞裴度诣行营宣慰，察用兵形势。裴度还朝，分析了淮西必胜的形势。不久，李光颜果然败淮西兵于时曲，淮西兵大溃。李师道又派出刺客刺杀宰相武元衡和裴度。结果，武元衡被刺死，裴度头受伤坠沟中，因毡帽厚，得不死。京城因此大骇，参加早朝的大臣未等到天大亮都不敢出门。早朝，杨恒在御殿久等，朝臣犹未到齐。朝臣有的请求罢裴度的官，表示退让，以安王承宗、李师道等藩镇之心，杨恒怒道：

“若罢裴度官，是奸谋得成，朝廷无复纲纪，朕用裴度一人，足破二贼。”裴度伤好以后，杨恒召裴度入宫对话，以裴度为中书侍郎，同平章事。宰相裴度向杨恒进策：

“淮西，腹心之疾，不得不除；且朝廷业已讨之，两河藩镇跋扈者，将视此为高下，不可中止。”杨恒与裴度在削藩见解上完全一致。

六月，蔡州行营节度使高霞欲讨淮西，结果大败于铁城，仅以身免。中外骇愕，众多朝臣劝杨恒罢兵，杨恒却坚定道：

“胜败乃兵家常事，现在只应该讨论用兵方略，察明不能够胜任的将帅，将他们撤换下来，发现哪里军粮不充足，便去帮助哪里。难道能因为一个将领失利了，便忙着商议停止用兵吗！”当时举朝皆言罢兵，只有裴度言贼不可赦，杨恒于是独用裴度之言。

官军征讨淮西蔡州，四年不能攻克，裴度支取供饷，不胜其弊，诸将郁闷不已，杨恒也很惆怅，便问宰相，李逢吉等竞相说兵衰财竭，意欲罢兵。裴度独无言，杨恒问裴度，裴度回答：

“臣请自往督战。”杨恒亲自为裴度送行，以裴度为淮西宣慰处置使，以刑部侍郎马总为宣慰副使，右庶子韩愈为行军司马。裴度驰赴前线，实行元帅事。当时，诸道军中皆有监军监阵，进退不由主将，胜则先使献捷，不利则推卸责任。裴度当即奏请免去监军，诸将始得专攻军事，战复有功。裴度治军，军法严肃，号令画一，因而出战皆捷。

节度使李愬自率三千人为中军，命李祐、李宪率部三千人为前锋，李愬进城率三千人为后军，出军东行，直奔吴元济营垒蔡州。当时出现非常大风雪，把旌旗都刮裂了，李愬冒着风雪，率军日夜兼行，于十五日四更时分，悄然来到城下，无一人知道。官军从天而降，迅速攻下蔡州城，吴元济穷蹙请降。吴元济被槛车送往京师，十一月斩首。淮西割据三十多年后，被解除割据。