十一月，义军进入汝州（治今河南汝州市），黄巢传檄官军说：“你们要守堡垒，不要犯我先锋！我将进入东都，就到京城，自己想问罪，很多人没有参与。” 这时朝廷乱作一团，有人主张调发关内诸镇兵扼守潼关，大宦官田令孜还自请率两神策军弓弩手去守关；有人则认为义军拥有六十万之众，潼关又无重兵，难以坚守。但僖宗还是决定让田令孜率兵东守潼关。十一月十七日，黄巢大军进抵洛阳城下，唐将齐克让退守潼关，东都留守刘允章则率分司官出城迎接黄巢入城 。义军纪律严明，只是“供顿而去，坊市晏然”。
进攻长安
黄巢军进占洛阳不几日，即向关中挺进，继续攻打陕州、虢州，并警告拒守潼关的官军说：“我道淮南，把高骈像老鼠跑穴，你不要拒绝我” 河中节度使李都诈进表于贼。
广明元年（880年）十一月二十一日，僖宗以田令孜为汝、洛、晋、绛、同、华都统，将左、右军东讨。率神策军、博野等军十万守潼关。当时，神策军士皆是长安豪富子弟，只是为了厚得供给和赏赐才贿赂宦官挂名军籍的，平日高车大马，悠然自得，未尝经历战阵。所以一旦听说出征，吓得父子抱头相哭，为了逃避战事，多以金帛雇商贩与贫民代行。田令孜虽名为汝、洛诸州都统，率神策、博野等军十万守潼关，但他只是遥领，只是派左军马军将张承范等率神策军前往拒战。神策兵过华州，只有三日粮，不能吃饱，兵无斗志。
潼关左边有谷，谓之禁谷。等到贼兵来了，官军只守潼关，不防守禁谷。
十二月一日，黄巢大军进至潼关，齐克让率军战于关外，贼稍稍退却。张承范拿出黄金对士兵说：“诸君勉报国，救兵就快到了。”军士感激涕零，纷纷请战。贼兵见没有援军来，就急速攻关，王师矢没有弓箭，扔石头射击。唐守关将士断炊，士气低落。义军奋力攻关，而尚让、林言率前锋由禁谷迂回到关后，前后夹攻，官军溃退，博野乱军直奔长安，大肆劫掠。
黄巢一举破关，又乘胜攻克了华州（治今陕西华县），留部将乔钤驻守，自己亲率大军直捣长安。十二月五日，百官刚刚退朝，传闻博野乱兵入城，即各自逃匿。僖宗在田令孜神策军的护卫下，狼狈逃往咸阳，只有福、穆、潭、寿四王与一两个妃嫔从行，太监西门匡范统右军殿后。文武百官及诸王、妃嫔多不知皇帝去向。
十二月五日下午，黄巢前锋柴存未受到任何抵抗即顺利进入长安，黄巢以尚让为平唐大将军，盖洪、费全古为副将军。将士皆披发、身着锦衣，辎重从洛阳到长安，千里相属。唐金吾大将军张直方率文武官数十人至灞上迎接。黄巢乘坐金色肩舆，其将士皆披发，束以红绫，身穿锦袍，手执兵器，簇拥黄巢而行。义军浩浩荡荡，“甲骑如流，辎重塞涂，千里络绎不绝”。长安市民夹道观看，尚让一再告谕市民说：“黄王起兵，本为百姓，非如李氏不爱汝曹，汝曹但安居无恐。”义军将士在街道上每遇到贫民，“往往施与之” 。
登基称帝
广明元年（880年）十二月十二日，黄巢进入太清宫。翌日，于含元殿即皇帝位，国号“大齐”，建元金统，并大赦天下。黄巢封其妻为皇后，以尚让、赵璋、崔璆、杨希古为四相，孟楷、盖洪等为尚书左、右仆射兼军容使。郑汉璋为御史中丞，费传古为枢密使，李俦、黄谔、尚儒为尚书，王璠为京兆尹，许建、朱实、刘塘为军库使，朱温、张言、彭攒、季逵为诸卫大将军、四面游奕使，方特为谏议大夫，张直方为检校左仆射，马祥为右散骑常侍，皮日休、沈云翔、裴渥为翰林学士，令其甥林言为功臣军使。
黄巢下令：唐官三品以上全部停任，四品以下则官复原职。可见，大齐是由农民军文武官与唐官僚混合而成的一个政权机构。农民军憎恨官吏，对唐宗室、公卿士族实行严厉的镇压政策，“杀唐宗室在长安者无遗”。宰相豆卢瑑、崔沆及左仆射于琮、右仆射刘邺、太子少师裴谂等藏匿民间，被义军搜出后“皆杀之”，将作监郑綦、库部郎中郑綦拒不投降，“举家自杀”。投降黄巢的左金吾大将军张直方因匿公卿于夹壁墙中，事发后被杀 。
中和元年（881年）正月僖宗，诏令镇东、太原、代州等节度使各发本道兵并赴京师讨伐齐军。三月以凤翔节度使郑畋为同平章事，充京西诸道行营都统，与泾原、秦州、鄜延、夏州等节度使“同盟起兵，传檄天下”。黄巢以朱温为东南面行营都虞候，攻陷了邓州（
治今河南邓州市），以阻止荆、襄官军北上。接着又遣尚让、王播率军进攻凤翔（今陕西宝鸡）。尚让以为郑畋乃一介书生，不谙军事，麻痹轻敌，中了埋伏，大败而归，损失二万多人。原已投降义军的夏绥节度使诸葛爽这时也背叛了义军。四月，黄巢任命其将王玫为邠宁节度使，为唐将所攻杀。这时部分官军已分别进至长安附近的渭北、沙苑、渭桥、武功和盩厔（今陕西周至），渐渐逼进长安。黄巢误以为唐大军赶到，急忙率军出城东走。唐军入城大肆劫掠，乱不成军。黄巢夜宿灞上，听说官军已乱，又无援军，回师攻城，官军大败，“死者十之八九”，义军收复了长安。这时，义军同州刺史王溥、华州刺史乔谦、商州刺史宋岩听说黄巢已撤离长安，也慌忙弃城而走 。六月，黄巢遣其将王播围攻兴平（今属陕西），击败了唐邠宁节度使朱玫。七月，又以宰相王铎兼滑州刺史，兼充京城四面行营都统，“遣郎官、御史分行天下，征兵赴关内”。僖宗调兵遣将，各路军马陆续向京师进发。黄巢称帝后，曾遣使调发河中（今山西永济西）粮饷，唐河中将王重荣拒战，缴获粮饷四十余船。八月，黄巢将李详击败唐昭义节度使高浔，乘胜收复华州。十一月，孟楷、朱温进军富平（今陕西富平东北），邠宁、夏绥二军败归本道 。
中和二年（882）二月，朱温再次攻占了同州 。
兵败身死
参见：黄巢陈州之战
中和二年（882年）九月，朱温变节降唐。李详也欲投降，被黄巢所杀 。黄巢任命黄邺为华州刺史，但到了十一月，即被李详旧卒逐出。
中和三年（883年）正月，沙陀族李克用奉诏率兵五万进至沙苑，击败了黄揆。
二月，黄巢见义军节节败退，粮食也将吃光，便“阴为遁计，发兵三万搤蓝田道”，为撤离长安做好准备。
四月，唐诸镇兵从四面八方会集京师。李克用与河中、忠武镇将率先出战。黄巢率大军于渭桥迎战，一日三战，连战失利，其他诸道兵也乘机发起攻击，义军大败。
四月十四日，李克用军攻入长安，黄巢力战不胜，遂连夜撤离长安。这时义军尚有十五万。黄巢扬言奔徐州，实际上却经蓝田关进入了商山（今陕西商县东）。在撤退中，义军把辎重珍货遗弃于道路，官军在长安大肆抢掠之后，又在路上争先拾取财物，不再追击，故黄巢“得整军而去” 。
五月，黄巢骁将孟楷率万人奔袭蔡州（治今河南汝南），唐节度使秦宗权迎战败北，遂归顺了义军。接着孟楷又进攻陈州（治今河南淮阳），陈州刺史赵犨早有防备，乘机袭杀了孟楷。
六月，黄巢与秦宗权合兵围攻陈州，“掘堑五重，百道攻之”。黄巢还在州城北“立宫室百司，为持久之计”。在黄巢围攻陈州时，唐廷不断调动军队，以围剿农民军。
七月，朱全忠被任命为宣武节度使，加东面招讨使。
九月，命感化军节度使时溥为东面兵马都统。
十二月，陈州被围困日久，即向邻道求救。于是忠武镇周岌与时溥、朱全忠等皆率兵前来救援 。
中和四年（884年）正月，周岌等诸路救兵被义军打败，不得不共同向河东节度使李克用求救。
二月，李克用率蕃、汉兵五万前来增援。黄巢围攻陈州数百天，却始终未能攻克 。这时李克用会同许、汴、徐、兖等州军马向陈州进发，先击败了驻守陈州北的太康尚让军，又击败了陈州西的西华黄邺军，于是黄巢从陈州周围撤军，退至陈州北的故阳里。
五月，连日大雨，平地水深三尺，黄巢军营为水所漂，又听说李克用大军将至，遂奔向汴州。当黄巢军从中牟（今河南中牟）北汴河王满渡口渡河时，李克用乘势袭击，义军大败，死伤万余人，尚让率其部下投降了时溥，别将李谠等人投降了朱全忠。义军损失惨重，黄巢率残兵败将向东北逃去，李克用又追杀到封丘（今河南封丘）。这时又遇大雨，黄巢只收集散兵近千人，冒雨东奔兖州。…
