贞元二十一年，德宗的孙子宪宗，在把他病重的爸爸顺宗赶下台后，[3]成功登基——有唐一代最伟大的中兴皇帝出现了。大概是觉得少年皇帝好欺负，德宗在位那么多年，在藩镇面前一直都是个忍气吞声的“小媳妇”，唐朝廷的两大后花园——向来稳固的剑南西川和浙西两镇，居然也想效仿河朔藩镇搞割据。宪宗力排众议，坚决平叛，大刀阔斧地解决了螳臂当车的两镇，天下为之震动。
宪宗的宏伟目标是实现真正的全国统一，在全面清理国家积弊，整顿内政的同时，元和四年（809年），成德节度使王士真死后其子王承宗“自为留后”，宪宗派大军讨伐成德，虽无功而返，却发现河朔三镇中的弱点竟然出现在素来最嚣张的魏博镇。
元和七年，魏博节度使田季安死后，军中擅立其堂叔大将田弘正接任。此人是坚定的亲朝廷派，上台后立刻全面倒向朝廷，上户籍，纳赋税，交出人事任免权，自此，在以后平叛战争中，魏博始终冲在第一线。这一下可乱了割据藩镇的阵脚，范阳、成德再也不敢造次，河北一片宁静，唐宪宗也终于能腾出手来收拾头号心腹大患——淮西镇。
占据今河南南部申、光、蔡等州的淮西节度使，虽然身处大唐的心腹之地，被中央势力包围，却是铁杆割据势力，安史之乱后半个世纪都没有归过“王化”。元和九年继任的淮西节度使吴元济更是四处煽阴风点鬼火，还想直接派兵威胁漕运，宪宗于是打算拿它开刀，立天下之威，由此进行了四镇之乱后唐朝规模最大的战争——淮西之役。但是战役初期，因指挥不统一，唐军虽具有压倒性的兵力优势，但仍然被主场作战的淮西军各个击破，战局极为不利。
同时，又有更加骇人听闻的事情发生。与淮西勾结的淄青节度使李师道居然暗中派出刺客，于长安大街上刺杀了主战派宰相武元衡，一时朝中人心惶惶，皆主张退军。勃然大怒的宪宗力排众议，倾全力支持平叛，派遣同样遇刺受伤的宰相裴度亲自到前线指挥。元和十二年（817年）十月，神策军大将李愬发动“斩首行动”，在一个雪夜奇袭蔡州，俘获吴元济，淮西平定。
至此，还在抗上的只剩占据山东地区的淄青节度使李师道了。宪宗也不客气，元和十三年，大军三面合围淄青，次年淄青兵杀李师道，投降朝廷。淮西、淄青相继覆灭，范阳、成德两镇恐惧异常，主动向朝廷交出节度使之位。中原藩镇中不那么听话的宣武镇等，也立即遣使入朝，服从朝廷号令。唐朝至此在安史之乱后第一次实现真正统一。
唐廷认识到，彻底削平藩镇不可能实现，不如尽最大可能使藩镇体制适应唐朝的统治需求。从这时到唐末僖宗时期，是藩镇局势的稳定期，全国大致有五十个藩镇左右。
唐朝的藩镇结构也终于在元和时期成形，可以分为四类：(www.xing528.com)
一、河朔割据型：主要分布在河北地区，半割据状态，不向朝廷上户口赋税，完全自任僚属。
二、中原防遏型：主要分布在山西、河南、山东河朔周边地区，负责重兵防范河北藩镇。
三、边疆御边型：主要分布在京西北、陕甘等地，负责防备吐蕃、回纥等。
四、江南财源型：主要分布在南方，负责向朝廷提供财政支持，兵力薄弱。
值得一提的是，宪宗年间对藩镇体制进行了改革，取消了节度使对下辖各州军队的指挥权，同时赋予各州自行支配财赋的权力。这一改革在当时作用不甚明显，却是后周北宋时期肢解节度使权力的滥觞。
在河朔三镇外的其他藩镇，基本上是朝廷的普通政区，朝廷握有包括人事调动权在内的正常权力；哪怕是河朔三镇，也只能保持半独立状态，不仅节度使在名义上要受朝廷任命，而且朝廷一有战事，这些藩镇照样要派兵援助。也就是说，割据的藩镇事实上只占唐朝藩镇中极小的部分罢了。因此，唐代后期的“藩镇割据”，并不像东汉末年的军阀混战，唐王朝在这种情况下继续支撑了近百年，而不是像东汉那样很快就走向了灭亡。
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