由於平盧節度使與幽州節度使屬於同一防禦體系，兩鎮節度使往往由同一人兼任，甚至平盧節度使還一度被降為平盧軍使，歸於幽州節度使麾下。但總體而言，平盧節度使併入幽州節度使的時間並不長，大部分時間還是獨立設定的。作為邊防重鎮，平盧節度使所轄地域除營州這一中央直屬州外，還領有遼、燕、歸義、順化等羈縻州，以及松漠、饒樂、黑水、忽汗州等羈縻都督府，其兵力佈置大體如下：
一是平盧軍，駐地在營州，統轄士兵16000人、戰馬4200匹，其兵力佔平盧全軍的四成以上，戰馬更是超過七成，可以說是絕對主力。
二是盧龍軍，駐地在古孤竹國故地，統轄士兵10000人、戰馬500匹，地位僅次於平盧軍。
三是安東都護府，它原本設定在平壤，職責是管理高句麗故地，後內遷遼東，最後徙至遼西故郡城。安東都護府下轄懷遠、保定二軍及安東守捉，統轄士兵8500人、戰馬700匹。
四是各守捉，所謂“守捉”，是指設有駐防的城鎮和營地，地位低於軍，高於鎮。平盧節度使統轄燕郡、榆關、汝羅、懷遠、巫閣、襄平、安東七守捉，其中最重要的是榆關守捉，有士兵3000人、戰馬100匹。
平盧節度使雖然最初只是軍事長官，但一般由營州都督充任，同時又兼任支度、營田、轉運使，可以說集軍事、行政、財稅於一身。開元二十八年（740年），時任平盧節度使的王斛斯還兼任了押兩蕃、渤海、黑水四府經略處置使，從而掌管了與邊境少數民族的外交權。至安祿山任平盧節度使時，更是兼任了管內採訪處置使，直接掌管了平盧鎮內的人事與監察權。
開元二十年（732年），薛訥之弟薛楚玉出任幽州節度使，併兼任平盧節度使。他上任的第二年，唐軍便遭受了一次慘敗。當時薛楚玉派遣幽州道副總管郭英傑率精騎1萬及部分奚族兵馬出擊契丹，屯於榆關之外。契丹可突幹請來了突厥兵馬前來助戰，奚人鼠首兩端，見敵軍勢大，先行撤走。唐軍孤軍奮戰，郭英傑戰死，餘眾繼續死戰不休，但仍無法擺脫全軍覆滅的命運。面對嚴峻的東北邊境形勢，唐玄宗起用了名將張守珪為幽州節度使兼平盧節度使。
五代畫家耶律培繪製的《射鹿圖》，圖中一位騎著馬的契丹青年正在追擊一頭受傷的鹿
張守珪此人，“儀形瑰壯，善騎射，性慷慨，有節義”，開元初年在北庭都護任職時，便在與突厥的戰事中屢建戰功，後嶄露頭角，調任幽州良社府果毅都尉。幽州刺史盧齊卿對其十分看重，曾召他同榻而坐，認為他不出10年必定能夠節度幽州，成為國之良將。開元十五年（727年），吐蕃大舉入寇瓜州，河西震懼。朝廷急調張守珪出任瓜州刺史、墨離軍使。他果然不負所望，出奇兵一舉擊退敵軍，由此遷任瓜州都督，後又因功升隴右節度使。
張守珪到幽州後，很快便扭轉了戰局，屢次擊敗可突幹。可突幹困迫之下，於開元二十二年（734年）冬遣使詐降。張守珪部下王悔前去招撫，發現可突幹並無降意，遂說服與可突幹爭權的契丹大將李過折發動兵變，斬殺了契丹王屈烈及可突幹，盡誅其黨。次年二月，張守珪親赴東都獻捷，玄宗大喜，拜其為右羽林大將軍兼御史大夫，張守珪的兩個兒子也被天子賜予官職，可以說是一門榮寵。
不過，張守珪對歷史最大的影響還是他一手提拔了安祿山。安祿山早年因擅長邊境各族語言，擔任著互市牙郎這樣的小吏。一次，他因偷羊被抓，張守珪下令將其處死。安祿山被押下去行刑時大喊：“公不欲滅兩蕃邪？何殺我？”張守珪聽見這句話後起了愛才之心，不但放了安祿山一馬，還任命他為捉生將。安祿山在軍中很快脫穎而出，由於他十分熟悉邊境的山川地形，往往能夠以寡敵眾，“擒賊必備”，很快便被提拔為偏將。安祿山性情狡黠，善於揣摩人心，張守珪對他很是賞識，不久後又將他收為義子。
安祿山以此為起點，不斷升遷，最後不但獨當一面，還建在帝心，成為“有吞四夷之志”的唐玄宗所倚重的重要邊將。天寶元年（742年），時任平盧兵馬使的安祿山正式就任平盧節度使，成為朝廷封疆大吏，開始了他在平盧長達14年的統治。在任上，安祿山為以邊功邀寵，屢屢挑起與契丹和奚族的戰爭，玄宗卻被他矇蔽，認為安祿山勤於王事、戰功卓著，對其日益寵幸，不斷加官晉爵。至天寶十載（752年）時，安祿山已身兼范陽、平盧、河東三鎮節度使。然而，正是玄宗信任的這位蕃將，不久後為他的統治敲響了喪鐘，大唐王朝也因此衰落下來。
安祿山
唐玄宗
天寶十四載（755年）十一月，安祿山發所部兵馬及同羅、奚、契丹、室韋凡15萬眾，號20萬人，反於范陽（幽州）。他在抽調大量精兵猛將大舉南下的同時，對後方做了如下佈置：命范陽節度副使賈循守范陽，平盧節度副使呂知誨守平盧，別將高秀巖守大同軍。當時海內承平日久，百姓累世不識兵革，“百年老公，未嘗見范陽兵馬向南者”。河北州縣聽說安祿山起兵南下，皆望風瓦解，“守令或開門出迎，或棄城竄匿，或為所擒戮，無敢拒之者”。即使有官員鼓起勇氣，集合人馬想要抵禦叛軍，但開啟甲仗庫一看，都是些幾十年沒用過的兵器了——“器械朽壞，皆不可執”。兵士們只得拿著木棒與叛軍作戰，結果自然抵擋不住，節節敗退。
唐玄宗聽聞安祿山起兵，立即調兵遣將，以安西節度使封常清為范陽節度使，以平盧節度副使呂知誨為平盧節度使，以太原尹王承業為河東節度使。當時安祿山已率主力南下，呂知誨統領平盧軍留守後方，他既未起兵討逆，也沒有公開反叛朝廷，可謂首鼠兩端、待價而沽。安祿山十分重視平盧這一大後方，是以在洛陽稱帝后不久，便派遣使者招誘呂知誨。呂知誨見安祿山勢大，竟誘殺安東副都護、保定軍使馬靈詧，正式投向了叛軍。
馬靈詧原名夫蒙靈詧，一生中大部分時間都馳騁在西域，屢建戰功，歷任河西節度使、安西四鎮節度使等要職，可以說是西北軍事集團中的一名重要將領。他曾在行伍中拔擢了名將高仙芝，並一路舉薦他做到了安西節度副使。天寶五栽（747年），高仙芝出奇兵大破小勃律，虜其國王而還。夫蒙靈詧“怒仙芝不先言己而遽發奏”，大罵道：“啖狗糞高麗奴！汝官皆因誰得，而不待我處分，擅奏捷書！高麗奴！汝罪當斬，但以汝新有功不忍耳！”此事被監軍宦官邊令誠密奏給玄宗，玄宗因更為看中高仙芝的才幹，遂於次年將夫蒙靈詧徵還入朝。天寶末年，安祿山驕橫跋扈，已成尾大不掉之勢，唐玄宗雖有覺察，但苦於積重難返，只得不斷賞賜珍寶，希望他能感恩朝廷，消除異志。同時，玄宗再次起用已改名馬靈詧的夫蒙靈詧，讓這位出身西北邊軍、與安祿山沒有瓜葛的老將來到范陽的大後方平盧鎮，出任安東副都護、保定軍使，以牽制安祿山。但馬靈詧在平盧可以說是毫無根基，束手束腳，直至被害也沒有起到什麼作用。
不過，平盧節度使下屬各軍，除一部分人馬在安祿山起兵叛亂時便追隨平盧兵馬使史思明加入了叛軍外，其餘大多數將士依然忠於朝廷。呂知誨接受偽職後不久，“性忠謹，為軍人所信”的平盧遊奕使劉客奴，便聯合平盧先鋒使董秦等將士起兵誅殺了呂知誨，並與安東都護府大將王玄志互通聲氣。同時，劉客奴又派遣使者與平原太守顏真卿取得聯絡，“請取范陽以自效”，並出兵“攻長楊，戰獨山，襲榆關、北平”。顏真卿知平盧軍孤懸海外，補給一向依賴於河北，便立即透過海運運去了十餘萬石軍糧及大量軍衣，還將他當下唯一的兒子顏頗送去，以堅定劉客奴堅守的決心。朝廷聽聞劉客奴反正的訊息後，也很快任命其為平盧節度使，賜名劉正臣，又任命王玄志為安東副都護、保定軍使及營田使，任命董秦為平盧兵馬使。
天寶十五載（756年）五月，郭子儀、李光弼在嘉山一役中大敗史思明所部叛軍，斬首4萬級，並將史思明圍困於博陵。“於是河北十餘郡皆殺賊守將而降。漁陽路再絕，賊往來者皆輕騎竊過，多為官軍所獲，將士家在漁陽者無不搖心。”安祿山已準備放棄洛陽，走歸范陽。劉正臣也厲兵秣馬，準備直撲范陽，奪取叛軍老巢，斷絕叛軍歸路。未曾料到，年老昏聵的玄宗急於成功，逼迫哥舒翰出潼關與敵決戰，結果官軍大敗於靈寶西原，20萬大軍幾乎全軍覆滅，叛軍乘勝攻陷潼關。唐玄宗在倉皇間只得逃往西蜀，半途禁軍譁變，殺死了宰相楊國忠，更逼迫楊貴妃自縊，演出了一幕“六軍不發無奈何，宛轉蛾眉馬前死”的悲劇。
李光弼得知潼關失陷後，迅速解博陵之圍而去，與郭子儀所部共同從井陘退入河東。僻居一隅的劉正臣尚不清楚官軍已經潰敗，他以為叛軍老巢此時必定空虛，遂引兵直撲范陽。一路上，平盧軍屢敗叛軍，卻不知史思明此時已率軍北上，回到了范陽。結果平盧軍先勝後敗，被史思明打了個措手不及，大敗而歸，戰死者7000餘人，可以說是元氣大傷。
劉正臣敗歸後，史書均記載他於次年二月被安東都護王玄志毒死，安祿山隨後任命其黨羽徐歸道為平盧節度使，徐歸道不久後又被王玄志聯合平盧大將侯希逸襲殺。但王玄志和劉正臣同在勤王陣營，為何要謀害劉正臣？而平盧軍當時仍然忠於朝廷，安祿山的勢力又是如何進入平盧，任命徐歸道為節度使的？讓人殊為不解。直到後世的日本學者在《續日本紀》中找到了這樣一條記載，才解開了這一疑團。當時正在渤海國的日本遣渤海使小野朝臣田守收集到了這樣一條情報：“平盧留後徐歸道遣果毅都尉、行柳城縣兼四府經略判官張元澗，來聘渤海，且徵兵馬，曰：‘今載十月當擊祿山，王鬚髮騎四萬來援平賊。’渤海疑其有異心，且留未歸。十二月丙午，徐歸道果鴆劉正臣於北平，潛通祿山、幽州節度使史思明，謀擊天子。安東都護王玄志仍知其謀，帥精兵六千餘人，打破柳城，斬徐歸道，自稱權知平盧節度使，進鎮北平。”按照這一說法，應是徐歸道早與安祿山、史思明潛通，在謀害劉正臣後，被王玄志所誅。
平盧軍暫時度過了劉正臣被害、徐歸道通敵的危機，但形勢依然嚴峻，尤其是軍糧補給急需解決。平盧鎮當時被叛軍隔離，可以說孤懸海外，營州附近雖然也有屯田，但其糧食產出遠不能滿足需求。平盧軍糧轉運主要有兩條道路：一是透過陸路將河北諸州的糧食運來；一是透過登州，將青、萊等州的糧食運來。當時海運規模很大，一次往往便可以運輸軍糧三四萬石。但此時，這些地區多被叛軍控制。
為重新打通運輸通道，王玄志於至德二載（757年）初，命兵馬使董秦與大將田神功、邢君牙、陽惠元、李惠登等人，率兵3000從雍奴渡海至河北。這支平盧軍先是擊敗了賊將石帝廷、烏承洽等人，連拔拔魯城、河間、景城三城，“收糧貲以實軍”，隨後又再下平原、樂安兩城，初步站穩了腳跟，並恢復了平盧的海上補給線。
