马燧率军抵达邯郸，田悦派使者来，马燧将其斩杀，并派兵击溃了田悦的一支部队，射死魏博将领成炫之。田悦自己进攻临洺，派大将杨朝光率兵万名，在临洺南边双冈东西并列两个营寨抵御马燧。马燧就率李抱真、李晟进军，在两座营寨之间扎营，这天夜里东边营寨兵马逃回田悦处。第二天，马燧进军到明山扎营，占据被抛弃的营寨放置军需品，田悦对部下说：“杨朝光坚守营寨的兵不少于一万人，即使马燧等用全部精兵攻他，几天内，估计攻不下来。死伤一定很重。我这里一定攻下了临洺，犒劳兵将再和他们作战，这是必赢的部署。”
田悦于是派恒州李惟岳的援军五千增援杨朝光，马燧带兵进攻杨朝光，田悦又带一万多军队增援他，马燧就命大将李自良、李奉国率骑兵会同神策军在双冈抵御，下令道：“让田悦过来了，就杀了你们！”李自良等击退了田悦。马燧就命推出燃火车烧杨朝光的营寨，杀死了杨朝光和大将卢子昌，斩首五千余级，活捉八百多人，停留五天，推进到临洺，田悦率全军来会战。马燧亲自率领精兵抵挡前锋，接战一百多次，士兵都死战，田悦军大败，斩首一万余级，活捉九百人，缴获粮食三十万斛，器械铠甲与这相当。田悦召集败兵夜里逃走了，对邢州的包围也解除了，因功劳升任右仆射。
战前，马燧对兵将起誓，战胜后用私财行赏。战胜后，马燧拿出所有家财奖赏兵将，德宗称赞他，下诏拿出五万贯奖赏，归还马燧的家财，不久，加任魏博招讨使。田悦向淄青节度使李纳、成德节度使李惟岳求救，李纳派大将卫俊率军一万名救援田悦，李惟岳也派兵三千名来救援。田悦召集被打散的士兵两万多人，在洹水筑堡垒，淄青军队驻扎在他的东边，成德军队驻扎在他的西边，互相呼应。
马燧率各军进军驻扎在邺县，奏本请求增派河阳军队，唐德宗下诏命河阳节度使李芃率兵与他们会合。唐军驻扎在漳河边，田悦派将领王光进率兵守长桥，筑城墙固守，唐军不能过河。马燧就在下游将几百辆军车，用铁锁相连，横断河水，填上装土的口袋挡住水，水略微变浅了，各军都过了河。这时唐军粮少，田悦坚守不出战，想等唐军粮尽。马燧命各军带十天粮食，进驻仓口，和田悦隔洹水对峙。李抱真和李芃问道：“粮食少却深入敌区，是为什么？”马燧说：“粮食少利于速战，兵法说要善于调动敌人，不受敌人摆布。现田悦和淄青、恒州三支军队互相呼应，用意是不出战，待我军粮尽，如分兵攻他们左、右军，军队少不一定能攻破，田悦还会来救援，这样前后都受敌。兵法说进攻敌人必救处，敌人一定会出战。我要让各军打败会合的敌军。”
马燧于是造三座桥过洹水，每天挑战，田悦不敢出战。恒州军因兵少，怕被马燧歼灭，移军与田悦会合。田悦认为马燧明天还会挑战，就埋伏一万军队，想伏击马燧。马燧就命各军都半夜吃饭，鸡叫前击鼓吹号，悄悄出兵沿洹水直奔魏州，发令说：“听到敌军追来，就停下来列阵。”又命一百名骑兵击鼓吹号，都留在后边，又准备柴草火种，等军队都走了，停止击鼓吹号躲在一边，看到田悦军都过了河，就把桥烧掉。唐军走了十几里路，田悦就带领淄青、恒州的步骑兵四万多人过桥跟随追来，顺风放火，击鼓呐喊前进。
马燧就坐下，命令军队不要动，又派人除掉了百步见方地上的草和荆棘列阵，马燧走出阵前，召募有勇力的五千多人，分别排在前边，等待敌军来。等田悦兵到，火已熄灭，而田悦所部也大为疲惫，马燧趁势出击，大破田悦军。神策、昭义、河阳军都略退却，河东军战胜后，各军回军合击，又大败敌军，追到洹水边，田悦军逃到桥头，桥已烧掉，田悦军大乱，有的跳到水里，被斩首两万多颗，斩其大将孙晋卿、安墨啜，活捉了三千多人，淹死的不计其数，淄青兵死亡殆尽，尸体相叠三十多里地。
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田悦召集败兵一千多人逃往魏州，到了城门口，守将李长春关闭城门不接纳。过了很久，追兵未来，到天亮，才接纳田悦，田悦进了城，杀死了李长春，亲自据城防守。几天后，李再春以博州投降，田悦的哥哥田昂以洺州投降，王光进以长桥投降朝廷，田悦派符璘、李瑶带五百名骑兵送淄青军返回淄青，符璘、李瑶乘机前来投降马燧。
魏州原来引御河进城向南流，马燧命堵塞河口，河水断流，城中更恐慌了，田悦就派许士则、侯臧步行走小路劝说朱滔、王武俊，借兵援救。当时，王武俊已杀死李惟岳，将头送到京城，德宗任命王武俊为恒冀都团练观察使，王武俊的同僚张孝忠已任义武节度使，王武俊仅任观察使，又分割赵、深两州为一镇，任命康日知为观察使，因此非常不满，加上平日轻视张孝忠，对官职比他低感到羞耻。朱滔讨伐李惟岳，攻下了深州，要求将深州隶属与幽州镇而没有被允许，也不满，因此朱滔、王武俊合谋救援田悦。田悦倚仗两处援兵，又派出两万军队背城列阵，马燧和各军又打败了他。
朱滔、王武俊联军五万来救援田悦，到了城外，诸将准备退兵，马燧坚持不让，德宗派朔方节度使李怀光率朔方军步骑兵一万五千人增援马燧。李怀光所部也抵达，李怀光有勇无谋，大军抵达当天，没有休息，坚决要求与朱滔等会战，唐军战败。田悦等挖开河堤用水淹马燧等人的军队，马燧等兵败粮少，马燧和各军退驻魏县。德宗下诏加封马燧为魏州大都督府长史，兼任魏博贝四州节度、观察、招讨等使。
田悦、朱滔、王武俊军也到了魏县，与唐军隔河对峙，三位叛将在魏县军营中互相推让王号：朱滔称冀王，田悦称魏王，王武俊称赵王；又派使者去淄青李纳那里，李纳称齐王。四镇一起推举淮西节度使李希烈为天下兵马元帅、太尉、建兴王，都建署封官，像唐初行台官制，官名有很多怪异的，但不敢自立年号。五王相互勾结，意图颠覆唐朝，黄河南北混乱，盗贼横行；马燧等虽然效忠唐朝，最终没能平定叛乱。
泾原军队占据京城，德宗逃到奉天，马燧率军回到太原，有议论说：“马燧如乘田悦洹水战败，合力进攻他，当时城中败兵不到两、三千人，都受伤躺倒，日夜等待投降；马燧与李抱真不和，拖延不进攻叛军，以至三位叛将勾结起来，至今仍是祸害，责任在马燧。”马燧到了太原，派行军司马王权率兵五千去奉天，又派儿子马汇和大将的儿子与他们同去。在中渭桥扎营，等到德宗继续逃往梁州后，王权、马汇领兵回到太原。马燧因晋阳是唐朝开创之地，考虑城东平旷易遭攻击，当时国中动荡，北面边境多次出现紧急情况，于是引晋水架槽流到城的东边，蓄水成为护城河，叛军来了可省去守城兵万名，又引汾水绕城而流，多造池塘，种柳树加固围堤。不久又兼任保宁军节度使。