韩愈以行军司马身份，协助宰相裴度平定淮西乱，后因功授职刑部侍郎。元和十三年正月，诏命韩愈撰写平淮西的碑文。三月，《平淮西碑》撰就。碑文中对裴度事迹叙述较多，引起奇袭蔡州的李愬的不满。李愬通过其妻唐安公主告了御状，于是唐宪宗下令磨去碑文，令段文昌另撰一篇，重新铭刻。元和十四年正月，宪宗皇帝派遣使者去凤翔迎佛骨，京城一时间掀起信佛狂潮，韩愈毅然上《论佛骨表》，痛斥佛之不可信，要求将佛骨“投诸水火，永绝根本”。宪宗得表，龙颜震怒，要处以极刑。幸宰相裴度及朝中大臣极力说情，免得一死，贬为潮州刺史。韩愈一家同去潮州，小女儿韩拏，病体不支，客死他乡。往潮州路上，来到了蓝关时，大雪纷纷，韩愈见到侄孙韩湘，写下《左迁至蓝关示侄孙湘》：“一封朝奏九重天，夕贬潮州路八千。欲为圣朝除弊事，肯将衰朽惜残年！云横秦岭家何在？雪拥蓝关马不前。知汝远来应有意，好收吾骨瘴江边。”元和十五年正月，韩愈调任袁州刺史，袁人有买卖男女为奴隶的习俗，韩愈到任后，禁止了这种习俗。当地人为了感激韩愈，建了昌黎书院以为纪念。是年为柳宗元作《柳子厚墓志铭》，来表达对好友的思念之情。

唐穆宗长庆元年（821年）七月，韩愈转任兵部侍郎。当时，镇州（今河北正定）兵变，杀害新任成德节度使田弘正，都知兵马使王廷凑自称留后，向朝廷索求节钺。长庆二年二月，朝廷赦免王庭凑及成德士兵，命韩愈为宣慰使，前往镇州。韩愈单身匹马，冒着风险赴镇州宣慰乱军，史称“勇夺三军帅”，不费一兵一卒，化干戈为玉帛，平息镇州之乱。韩愈即将出发时，百官都为他的安全担忧。元稹说：“韩愈可惜。”穆宗也感到后悔，命韩愈靠近成德境界后，先观察形势变化，不要急于入境，以防不测。韩愈说：“陛下命我暂停入境，这是出于仁义而关怀我的人身安危；但是，不畏死去执行君命，则是我作为臣下应尽的义务。”于是毅然只身前往。到镇州后，王庭凑将士拔刀开弓迎接韩愈。韩愈到客房后，将士仍手执兵器围在院中。王庭凑对韩愈说：“之所以这么放肆无礼，都是这些将士干的，而不是我的本意。”韩愈严厉地说：“皇上认为你有将帅的才能，所以任命你为节度使，却想不到你竟指挥不动这些士卒！”有一士卒手执兵器上前几步说：“先太师（指王武俊）为国家击退朱滔，他的血衣仍在这里。我军有什么地方辜负了朝廷，以致被作为叛贼征讨。”韩愈说：“你们还能记得先太师就好了，他开始时叛乱，后来归顺朝廷，加官进爵，因此，由叛逆转变而为富贵难道还远吗？从安禄山、史思明到吴元济、李师道，割据叛乱，他们的子孙至今还有存活做官的人没有？”众人回答：“没有。”韩愈又说：“田弘正举魏博以归顺朝廷，他的子孙虽然还是孩提，但都被授予高官；王承元以成德归顺朝廷，还未成人就被任命为节度使；刘悟、李祐当初跟随李师道、吴元济叛乱，后来投降朝廷，现在，都是节度使。这些情况，你们都听说过吗！”众人回答：“田弘正刻薄，所以我军不安。”韩愈说：“但是你们这些人也害死田公，又残害他家，又是什么道理？”众人都称善。王庭凑恐怕将士军心动摇，命令他们出去。然后，对韩愈说：“您这次来成德，想让我干什么呢？”韩愈说：“神策六军的将领，像牛元翼这样的人不在少数，但朝廷顾全大局，不能把他丢弃不管。为什么你到现在仍包围深州，不放他出城？”王庭凑说：“我马上就放他出城。”便和韩愈一起饮宴，正逢牛元翼溃围逃出，王庭凑也不追击。

长庆二年（822年）九月，韩愈转任吏部侍郎，翌年（823年）六月又升任京兆尹兼御史大夫。神策军将士听说韩愈就任京兆尹后，都不敢犯法，私下里相互告诫道：“他连佛骨都敢烧，我们怎么敢犯法。”长庆四年（824年）八月，韩愈因病告假。同年十二月二日，韩愈在长安靖安里的家中逝世，终年五十七岁。获赠礼部尚书，谥号“文”。