从唐代中期开始，随着统治集团内部矛盾和阶级矛盾的加深，契丹和奚等北方少数族的势力乘机发展，北部边患日益严重。针对这一情况，在公元742年（天宝元年），中央政府在北方沿边十个重镇分别设置了节度使，其中兵力在5万以上的有五个，又以范阳郡（天宝元年“幽州”改称“范阳郡”）为“诸镇之冠”。范阳郡节度使统领经略、威武、清夷、静塞、恒阳、北平、高阳、唐兴、横海九军，屯守幽、冀、妫、檀、易、恒、定、莫、沧九州之境，以幽州城为治所。节度使不仅掌握兵权，而且还握有行政、司法、财政、人事等大权，俨然是独立王国的君主。掌握了范阳这一地区，更可以控制中国北方和东北地区，进而可以威胁京城长安，动摇唐王朝的统治。
公元744年（天宝三年），唐政府任命平卢节度使（治所在今辽宁朝阳）安禄山兼范阳节度使，从此幽州城成了安禄山的大本营。
安禄山，营州柳城（今辽宁锦州）胡人。因通晓六蕃语言，初为互市牙郎，后成为幽州节度使张守珪的部将。由于他在镇压东北各族的战争中立有战功，加之善于巴结逢迎，受到唐玄宗的宠信，750年（天宝九年）又受封为东平郡王。安禄山内心潜藏异志，以御寇为名，在辖地大贮兵马粮饷，积蓄反叛力量。747年（天宝六年），他在渔阳筑雄武城，内贮兵器、军队8000人，战马和牛、羊数万。他还奏请朝廷准许在上谷开炉铸钱。751年，唐政府又命安禄山兼河东节度使，统兵达20万之众，黄河以北的军政大权掌握手中，更加助长了他叛乱的野心。752年冬，诗人李白到幽州城时，已感到局势紧张，带有明显的杀气，因而留下了“十月到幽州，戈鋋若罗星。君王弃北海，扫地借长鲸”的诗句。
755年（天宝十四年）阴历十一月，安禄山以讨伐杨国忠为名，起兵叛乱。他统率部下及同罗、奚、契丹、室韦等少数族部众15万人，号称20万，在幽州城南誓师，南下渡过桑干河，经过33天打到洛阳。第二年正月，安禄山自立帝位，国号大燕，自称雄武皇帝，改元圣武，以范阳（指幽州城）为大都，一称东都。六月攻陷长安，唐玄宗出奔入蜀。七月，太子李亨即皇帝位，是为唐肃宗。
不久，安禄山集团发生内讧。757年（至德二年）正月，安禄山被其子安庆绪所杀，安禄山亲信史思明据范阳不受安庆绪节制。史思明原名窣于，为宁夷州突厥人，早年与安禄山同为幽州节度使张守珪的部将，后成为安禄山的部下。安禄山叛唐后，史思明率领叛军攻河北，被安禄山任命为范阳节度使，此时他占据13郡，统兵8万人。安禄山死后，他一度降唐，被任命为河北节度使，封归义王，不久再度叛唐。759年（乾元二年）三月，史思明杀安庆绪。四月，在幽州（乾元元年范阳郡复称幽州）自称大燕皇帝，改年号顺天，并将幽州城改称燕京。两年后史思明在陕州（今河南三门峡市西）又被其子史朝义所杀，遗骨后归葬幽州，史朝义篡取了帝位。763年（广德元年），唐军攻取莫州（今河北任丘北），其部将纷纷降唐，史朝义走投无路，后自缢身亡。至此历经八年的安史之乱最终被平定下去。
安史之乱是一场统治阶级内部争权夺利的战争。安、史等人用纵容部下烧杀抢掠的办法来鼓舞士气，焚人室庐，掠人玉帛，壮者死锋刃，弱者填沟壑，社会经济受到了严重的摧残。
目前，北京地区还保留一些有关安史之乱的遗存。1966年，考古工作者在丰台区林家坟发现一座唐代大型石室墓，墓室内壁以汉白玉砌成，外面又加砌一层青石石料用以保护。石室墓分为墓道、主室和左、右耳室。该墓早年被盗，现除石棺外，残存有铜坐龙、嵌金铁马镫和玉册。玉册是用汉白玉磨制而成，每枚长28.5厘米，宽3厘米，两端侧面各有一孔，可用丝带穿系成册。每枚上面刻有十一个字，字口填金，文字为“血未干唐有异端谗人罔极”、“昭武皇帝崩于洛阳宫玉芝”、“帝朝义孝乃因心亲惟□”等等。关于这座墓的主人，虽不能作肯定的结论，但不少学者认为是史朝义为史思明修建的陵墓。根据有如下两点：第一，据《新唐书·史思明传》记载，史思明死后葬于梁乡（即良乡）境内，现丰台林家坟在唐代归属梁乡县。第二、按唐制规定只有帝王才有资格使用玉册作随葬品，该墓主人采用帝王葬礼，且玉册上明文写有“帝朝义”的字样，足以表明史氏父子以君主自居。
另外，在今北京法源寺内保存一块名为《无垢净光宝塔颂》的塔碑。碑文以左为前，由张不矜撰文，苏灵芝手书。清代学者朱彝尊等考证，此碑原是史思明为颂扬安禄山所建，史思明降唐后又将碑文改成颂扬大唐皇帝。该塔碑上多处有将原字磨光重刻的痕迹。