当时，
河阳三城壁垒不完，粮饷不支旬日，而叛将安太清等率兵数万，四面急攻。李光弼担忧叛军西犯河、潼，因此全力守卫孟津以掎其后，昼夜婴城，血战不解，将士死伤甚重。李光弼见情势危急，决心死战破敌，于是询问诸将：“叛军哪面最难抵挡？”都说：“西北角的叛军最强。”李光弼对郝廷玉说：“进攻西北角的叛军凶顽难以抵挡，你去为我取胜而回。”郝廷玉说：“我所率的部下，都是步兵，希望您能拍给我五百名骑兵。”李光弼把三百名精锐骑兵交给他，并下令：“你们都看着我的旗子作战，如果我的旗子挥动缓慢，就任凭你们选择有利时机出战，如果我急速往地上挥动旗子三下，你们就全军齐发，冒死前进，稍有后退者杀！”郝廷玉奋命先登，流矢雨集，他的战马受伤而退。李光弼登城望见，惊骇地说：“郝廷玉败退，我军就完了！”于是命左右取郝廷玉首级来，郝廷玉见使者前来，说：“是马中毒箭，不是兵败了。”李光弼命人为他换马再战，郝廷玉跃马直冲敌阵，往来驰突，斩获无数。李光弼的大将
仆固怀恩、论惟贞等人也拼死力战，李光弼又以全军接应，叛军终于大败。史思明所任命的宰相周挚败走，郝廷玉生擒叛将徐璜玉。
此战之后，史思明知道河阳无法攻克，终于解围退去。郝廷玉根据前后的战功，被加授
开府仪同三司，试任太常卿，封安边郡王。
至德二载（757年），郝廷玉曾奉命率军援救河南
节度副使张巡。
上元二年（761年）五月，李光弼出任河南副元帅、
太尉兼
侍中，都统河南等八道行营节度，出镇临淮（今江苏盱眙）。郝廷玉也随李光弼镇守
徐州。
永泰元年（765年），
朔方节度使仆固怀恩再次发动叛乱，引诱
吐蕃、
回纥骑兵入犯长安，朝廷分命诸将率精兵屯于要害，郝廷玉与镇西节度使
马璘率五千人屯于渭桥西窑底。
观军容使
鱼朝恩素来听说郝廷玉擅长排兵布阵，想亲眼看他如何带兵。于是来到他的营寨，见到郝廷玉于营内整顿队伍，鼓角齐鸣，分而为阵，乍离乍合，阵容不乱，鱼朝恩叹道：“在军中十多年，今天才见得郝将军训练军队啊。如此治军，面前又怎会有强敌？”郝廷玉凄然说：“这不是小将我所擅长的事，是临淮王（李光弼）的遗法。太尉（亦指李光弼）擅长统军，赏罚得当。每当将帅挥旗操演军阵之日，军士稍不从命，一定斩首示众，因此众人都主动效命，而赴汤蹈火、驰骋奔突，那情景真令人有心破胆裂之感。太尉去世后，不再有将帅挥旗操演军阵，这些实在不值得被军容使（鱼朝恩）称赞。”
不久，仆固怀恩叛乱被平息，朝廷任命
王缙为河南副元帅，调郝廷玉为王缙的都知兵马使。其后经多次升迁，担任秦州（治今甘肃天水）刺史。
大历八年（773年），郝廷玉病逝于军中。朝廷追录旧功，追赠他为
工部尚书。
郝廷玉出身行伍，骁勇善斗，为
李光弼帐下爱将。后随其讨伐安史叛军，于
河阳之战中奋命先登，力破叛军，生擒叛将徐璜玉。永泰元年（765年），
朔方节度使仆固怀恩再次发动叛乱，引诱
吐蕃、
回纥骑兵入犯长安，郝廷玉与
马璘等率军抵御，立下战功。叛乱于随后平息。
鱼朝恩：吾在兵间十余年，始见郝将军之训练耳。治戎若此，岂有前敌耶？（《
旧唐书》等引）
穆员：从太尉临淮王光弼（
李光弼）军於河南，寇攻雎阳垂陷，太尉常遣心腹爪牙之师郝廷玉合诸侯之众趋之。（《汝州刺史陈公墓志铭》）
刘昫：①自盗起中原，河、陇陷虏，犬戎作梗，屡犯郊畿。谋臣运策以竭精，武士荷戈而不暇。如璘（
马璘）、昌（
刘昌）之材力，扼腕奋命，欲吞虏于胸中；郝、史（
史敬奉）骁雄，斩将搴旗，将申威于塞外。而竟不能北逾白道，西出萧关，俾十九郡生民，竟沦左衽，仅能自保，功何取焉！虽运使时然，亦将略有所未至。（《旧唐书》）②马（马璘）、刘（刘昌）、史（史敬奉）、郝，气雄边朔。力扞獯虏，终惭卫（
卫青）、霍（
霍去病）。（《旧唐书》）
赵翼：其功绩不必甚大而亦封王者，如河阳怀州之战，光弼为统帅，而列将白孝德以擒
刘龙仙封，侯仲庄以擒安太清封，郝廷玉以擒徐璜玉封。（《
陔余丛考》）