桂林戍兵起義，又稱龐勳起義。這次起義是唐朝滅亡的真正導火線，對於當時已經千瘡百孔的唐王朝來說，這次起義要比裘甫起義的性質嚴重得多，因爲裘甫起義屬於民間起義，而這次起義則是爆發在軍隊中，說明了朝廷統治發生了嚴重的問題。
鹹通四年(863年)，南詔國接連三次派兵進攻安南，攻陷了交趾。李漼雖然昏庸，卻也知道不能丟掉國土。於是，李漼命令徐州節度使孟球召募了數千人前往救援。援軍中的八百人負責駐守桂林。按照約定，這些駐守桂林的徐州士兵三年之後就可以返回蘇北老家。到了鹹通六年的時候，約定的三年期限已滿，但是始終沒有人來換防。
中國人自古就把鄉土看得比什麼都重要，背井離鄉的時候最爲思念家鄉，於是回家就成了壓倒一切的首要任務。一年又一年，士兵們翹首以盼、望眼欲穿，就這樣到了鹹通九年。他們已經在桂林駐守了整整六年，但是依然被告知不能返回老家。士兵們不死心，多次向將領請求返回徐州，可最後將領們要求士兵們再多駐守桂林一年。苦苦等待了六年的士兵們再也無法忍受了，他們憤然起義，擁立龐勳爲都將。
當皇帝知道軍隊叛亂後，首先下令赦免龐勳所帶領的這支軍隊。但是龐勳認爲朝廷之所以赦免，是害怕在路上消滅不了起義軍，一旦到了徐州，必然會下毒手。於是，龐勳拿出了個人積蓄，打造了盔甲和旗幟，把部隊武裝了起來。到了淮南的時候，淮南節度使因爲沒有得到命令誅殺龐勳一行，竟然給叛軍送去了糧草。龐勳乘機召集散落在鄉間的銀刀軍，把他們藏在船中，部隊一下子多了幾千人。
在這個時候朝廷終於決定派兵征討龐勳。龐勳得知朝廷派兵來征討他，直接佈下疑陣，悄悄的帶着部隊向符離方向進發。直到起義軍攻入宿州的時候，征討軍隊才反應過來。龐勳的部隊進入宿州城後，給百姓散發財米，選募壯丁，部隊一下子又增加了數千人。朝廷軍隊趕到後，在城外駐營。龐勳把城外的茅舍點燃，火勢蔓延到官兵的營帳，然後帶兵殺出城來，殲滅了官兵將近三百人。到了晚上，城裏的百姓協助守城，龐勳集中城裏的大船三百艘，裝滿了糧草，順流而下。天亮之後，官兵們才發現龐勳已經離開了，急忙去追趕，但在追擊途中被龐勳埋伏整支軍隊被滅。
打敗朝廷的軍隊後，龐勳帶着六七千人的部隊，殺到徐州城。他們得到了百姓的擁護和幫助，攻下了徐州城，龐勳的聲名大震，徐州城中願意追隨的人多達萬人。龐勳趁勢又攻下了幾座城池，自以爲天下無敵。於是開始設宴遊玩，謀士勸諫他不聽，跟他在桂州起兵的將士們也開始驕傲蠻橫，奪人錢財，掠奪婦女，無惡不作。
在龐勳享樂的時候，朝廷又派遣康承訓率領七萬士兵攻打起義軍。康承訓從沙陀借來三千騎兵作爲前鋒，殺的起義軍連連潰敗。等到康承訓逼近徐州，起義軍就已經損失了兩萬餘人。康承訓乘勝追擊，將起義軍圍在柳子鎮，時值大風，官兵四面縱火，起義軍幾乎全軍覆沒。龐勳聞訊大驚，於是更改了旗幟，重新選了三萬名壯士，龐勳親自率領士兵出城，夜入豐縣城，殺了兩千名官兵，剩下的官兵連夜撤退了。龐勳乘豐縣的勝利，帶着五六萬士兵向西攻打康承訓的部隊，康承訓暗設伏兵，起義軍中了埋伏，不戰而敗，損失了數萬人。
新上任的徐州南面行營招討使馬舉率領精兵三萬人支援泗州。圍攻泗州的起義軍不知道官兵的數量有多少，不敢輕舉妄動，於是收兵觀察。馬舉縱火燒了起義軍的大營，起義軍死了數千人。馬舉從泗州出兵攻打濠州，起義軍將領劉行和守衛在這裏。起義軍大敗，損失了數千人，營寨也被夷爲平地。這時，朝廷又讓神策將軍宋威作爲徐州西北面的詔討使，將三萬官兵屯於豐縣和蕭縣之間，進攻徐州。另一邊，康承訓攻克了臨渙，接連拿下了襄城、留武、小睢等地。在官兵步步緊逼的情況下，起義軍內部的矛盾日益暴露，一些士兵叛逃，躲進山林，劫殺起義軍。康承訓乘勝長驅，拔第城，進抵宿州西，築城圍困宿州。龐勳派一部分人鎮守在徐州，親率起義軍兩萬人西征。康承訓帶着官兵攻城，起義軍死傷數千人。康承訓派人在城下喊話招安。城中的起義軍見官兵攻城日緊，宿州危急，於是舉城投降。
康承訓的軍師向他獻計，讓他到徐州之後，圍而不攻，先向城裏發起政治攻勢，再讓潛藏在城裏的奸細打開城門，引官兵入城。康承訓採納了他的建議，按計行事，將城中的所有桂州戍卒的親族全部逮捕，斬盡殺絕，死了上千人。龐勳率領兩萬士兵奔襲宋州，攻陷南城，渡過汴河向南攻打亳州。康承訓帶着八萬步兵追到亳州，龐勳被迫向西，由於糧草耗盡，將士們忍飢挨餓，近萬名起義軍都戰死了，其餘的全部投水溺死。起義軍佔據的城池紛紛失守，龐勳在與康承訓的作戰中失利，連連潰敗。朝廷繼續增兵，進逼徐州。
此時，龐勳的大將張玄捻叛變投降了康承訓，引官兵圍攻徐州，引誘起義軍投降，徐州失守。龐勳西攻宋州、亳州，想要牽制住朝廷的兵力。但是接連失利，途中又遭到了沙陀騎兵的追擊，他想折道返回彭城，卻被沙陀騎兵追上，全軍覆沒，龐勳在突圍中戰死。至此，桂林戍兵起義失敗。這次起義就像一條巨大的導火索，雖然被很快熄滅，但它卻引爆了規模更大的黃巢起義。
