要反叛，假托雨不断，加城墙，疏通护城河，调查统计有才德的壮士，储备粮草。每天与宾客驾船饮酒，来解除安禄山的怀疑。安禄山果真认为真卿是个书生，不足忧虑。安禄山反叛，河朔都陷落了，只有平原城防守严密，真卿派司兵参军李平骑快到京都报告皇帝。玄宗初听到安禄山反叛的消息，叹息说“：河北二十四个郡，就没有一个忠臣吗？”等李平到京，皇帝大喜，对左右的官员说“：我不了解真卿的为人，他的事竟这样！”当时平原郡有三千静兵，又增招士兵一万人，派录事参军李择统领，用刁万岁、和琳、徐浩、相如、抗朗等人为将领，分别统领军队，在城西门盛大地犒劳士兵，真卿慷慨陈词，泪直，全军奋。饶太守卢全诚、济南太守李随、清河长史王怀忠、景城司李日韦、邺郡太守王焘各领军来归附他。

诏令北海太守贺兰明率领五千锐士兵渡河援助。叛贼攻下东都洛，派段光送李忄登、卢奕、蒋清的到河北示众。真卿担心大家害怕，哄各位将领说：“我一向认识李忄登等人，这些都不是他们的。”于是杀了段光，把三颗藏起来。过了些时候，用草编个人，接上，装殓后祭奠，设灵位哭祭他们。

当时堂兄杲卿任常山太守，杀了叛军将领李钦凑等人，清除了土门的敌人，十七个郡同一天自动归顺朝廷，推举真卿任盟主，有二十万兵力，截断了燕赵的通联络。皇帝下诏封真卿任侍郎，辅助李光弼讨伐叛贼。真卿任李晖为自己的副手，而任李铣、贾载、沈震为判官。不久，加封为河北招讨采访使。

清河太守派郡人李萫来向真卿求援兵，李萫说：“听说您首先奋臂号召归顺朝廷，河朔依仗您成为铜墙铁。清河郡是您的西邻，有江淮财富供应北边军队，号称‘天下北库’，计算它储藏的粮，是平原郡的三倍，士兵是平原郡的二倍，您如果趁此机会安抚它，作为腹心，那么控制其他城池就像躯驱动臂膀，臂膀挥动手指一样容易。”真卿为清河郡派六千援兵，对李萫说：“我的援兵已发，您有什么计谋教给我呢？”李萫说：“朝廷派程千里统帅十万军队，自太行山向东发，准备兵山郭，限制叛军前。您如果攻打魏郡，杀掉叛军将领袁知泰，用兵打下。。。迎接朝廷的军队。。攻打邺城、幽陵，平原、清河两郡共十万军队攻向洛，分锐队控制要冲。您守不与敌人战，不超过几十天，叛贼必然溃败，自相残杀而死。”真卿认为可行，就传送文告给清河等郡，派大将李择、副将范冬馥、和琳、徐浩与清河郡、博平郡的五千兵驻扎在堂邑。袁知泰派白嗣、乙舒蒙等领兵二万战，叛军战败，被斩了一万多颗首级，知泰败逃到汲郡。

史思明围攻饶，派游动的军队截断了平原郡的救兵，真卿害怕打不过敌军，用信招贺兰明，把河北招讨使让给他。明在信都作战失败。恰逢平卢将领刘正臣据渔起义，真卿想定他的信心，派贾载渡海送去十多万军费，并用儿颜颇人质。颜颇才十岁，军中的人决求他留下儿，真卿没有听从。

肃宗已在灵武登上了皇帝位。真卿多次派使者带着用蜡封的信向皇帝汇报军政事务，拜为工尚书兼御史大夫，复任河北招讨使。当时军费困难，李萫劝真卿收取景城的盐，让各郡之间互相调济，军中的费用才不缺。第五琦刚在明军中参谋军务，后来实行这个方法，军中的资很丰富。

安禄山乘虚派史思明、尹奇急攻河北一带，各郡又沦陷了，只有平原郡、博平郡、清河郡防守固。但人心惶惶，不能再振奋起来。真卿与大家商量说：“敌军锐气很盛，抵挡不住，如果被俘会使国家受辱，不是好办法，不如直接到皇帝行，朝廷如果以打败仗的罪名杀我，我死了也不悔恨。”至德元年(756)十月，放弃平原郡，渡过黄河，走崎岖小路到凤翔拜见皇帝，皇帝任他为宪尚书，又调任御史大夫。

此时，朝廷正于混状态，但真卿仍像平常一样法律治事，武侍郎崔漪、谏议大夫李何忌都被真卿弹劾降职。

广平王统率二十万军队收复长安，辞行的那天，在行门前不敢上，快步走栅栏才上。王府都虞候崇嗣在广平王之先上，真卿弹劾他。皇帝退回奏章，勉说：“我的儿每次外，我都谆谆教育他，所以不敢失礼。崇嗣年老跛，你暂且宽容他。”百官由此都严肃守礼起来。长安洛收复后，皇帝派左司郎中李选祭宗庙，在祝词上署名“嗣皇帝”，真卿对礼仪使崔说“：太上皇还在四川，这样行吗？”崔立即报告皇帝更改，皇帝认为他通达事理。又向皇帝建议“：《秋》上记载，新建宗庙，请安神主，鲁成公哭了三天。现在太庙被叛贼毁坏，请在京都郊野筑坛，皇帝向着东方哭祭，然后再派礼仪使。”皇帝没有采用这个建议。宰相讨厌真卿直言劝谏，调真卿京任冯翊太守。转任蒲州刺史，封丹县。被御史唐。。在皇帝面前诬陷，降为饶州刺史。

乾元二年(759)，任浙西节度使，刘展将要反叛，真卿指示预先好打仗的准备，都统李山亘认为他无事生非，攻击真卿，皇帝因此任命真卿为刑侍郎。刘展终于起兵反叛，渡过淮河，李山亘逃奔江西。