禄山于七月派人上表献良马三千匹，每匹有马夫二人，并派蕃将二十二人护送。河南尹达奚珣怀疑其中有讹，遂奏请安禄山进马事移到冬天，朝廷自给马夫，不烦安禄山派人。于是玄宗才醒悟，开始怀疑安禄山有反心。恰巧中使辅璆琳受安禄山贿赂事泄，玄宗闻之雷霆震怒，下旨杀之。又遣中使冯神威携手诏至范阳对安禄山说：“朕为卿在华清宫新造温汤所，卿可于十月入朝”，冯神威至范阳向安禄山宣读诏书，安禄山在床上不起来，也不跪拜，只是问玄宗安好否。又说：“马不献也好，十月当入京师”。说完即令左右引冯神威置于馆舍，不再相见，然后遣冯神威回朝，也没有上表。这时安禄山自恃强兵，已坚决叛唐，玄宗虽想收其兵权，但禄山羽翼已丰，难以制服，但他坚信安禄山此时应该还没有公然反叛之心，于是决定慢慢找机会。
安禄山一身兼任三镇节度使，早有预谋反唐叛乱之心，只是因为玄宗待之有恩，所以想等玄宗死后作乱。杨国忠与安禄山交恶，屡次在玄宗面前言禄山有反心，玄宗不听，杨国忠乃以事激之，想安禄山速反以取信于玄宗，安禄山于是决意速反。
从天宝十四年八月起，安禄山开始屡飨士卒、厉兵秣马，准备起兵。他与孔目官太仆丞严庄、掌书记屯田员外郎高尚、将军阿史那承庆等密谋，其余将帅皆不知情。这时有奏事官从京师返还，安禄山假称有圣旨从长安传来，召部下诸将示之说：“有皇上密旨，令我帅兵入朝讨伐杨国忠，请诸将立即跟随我进兵！”
众将领虽然惊愕，但无人敢有异言。
十一月初九，安禄山发所部兵及同罗、室韦、羯靺总共十五万众，号为二十万，从范阳（今北京）起兵。并命范阳节度副使贾循守范阳，平卢（今辽宁朝阳）节度副使吕知诲守平卢，别将高秀岩守大同，张守瑜守漠北，其余将领皆帅兵夜发。
十一月初十，安禄山出蓟城南，阅兵誓众，以讨杨国忠为名，张榜军中，榜文说：“敢有异议煸动军心违抗命令者，斩灭三族”，然后统兵南下。安禄山乘铁舆，步骑精锐，烟尘滚滚，鼓噪震地。当时天下承平日久，百姓几代不闻战争，听说范阳兵起，远近震惊。河北地区皆在禄山统辖之内，叛军所过州县，望风瓦解，守令或开门迎敌，或弃城逃窜，或被叛军擒杀，无敢抗拒者。在起兵前，禄山先派将军何千年、高邈领二十奚骑，假称献射生手，乘驿马至太原。十一月初十，太原副留守杨光翔出迎，被劫之而去。
安禄山起兵之后，太原和东受降城派八百里加急向长安奏报安禄山已反，玄宗还以为是厌恶安禄山的人骗人，不相信安禄山会反。
十一月十五，安禄山反叛的消息得到证实，玄宗惊得从龙椅上跌落下来惊出一身冷汗，立即宣召朝中文武大臣商议对策。
朝会过后，玄宗下旨让特进毕思琛前往东都洛阳、派金吾卫将军程千里前往河东，各募兵数万人，随团练兵抵御叛军。
十一月十六日，恰逢安西副都护、四镇节度使封常清入朝觐见，玄宗正愁朝中无良将可用，见到封常清便请教平叛对策，封常清对奏让玄宗十分满意，于是下旨命封常清为范阳、平卢节度使。常清即日乘驿马至东京募兵，不几天就募得六万人。然后断河阳（今河南盂县）桥，为守御之备。
十一月二十一日，玄宗下旨杀安禄山长子安庆宗，赐死荣义郡主，调朔方节度使安思顺入朝为户部尚书，安思顺是安禄山的族弟，安禄山起兵反叛之后，玄宗也不再信任安思顺，又命朔方右厢兵马使、九原太守郭子仪接任朔方节度使并在诸郡当叛军要冲之地设置防御使。
二十二日，右金吾卫大将军高仙芝从河西返回长安，玄宗遂命荣王李琬为兵马大元帅、高仙芝为副元帅，统京师诸军东征，实际上荣王李琬只不过挂个名而已，真正统兵的还是高仙芝