黄巢乘胜挺进江陵，唐招讨使王铎望风逃奔襄阳。留守江陵的唐将刘汉宏乘机在江陵城中大肆抢劫，烧毁民房，城内百姓纷纷逃进山谷。十一月中旬，农民军攻克江陵府，接着，继续北进襄阳。新任山南东道节度使刘巨容督率沙陀骑兵，和江西招讨使淄州刺史曹全晸扼守荆门关，分出一部分兵力驻守在江陵通往襄阳要路的团林铺（今湖北荆门南40里），在路旁密林设下伏兵。十一月末，农民军进至团林铺，曹全晸率轻骑挑战，刚一交锋，便佯败而走。农民军拼命追赶，遭到官兵伏击，死伤17万人。
荆门之战失利以后，黄巢便放弃从襄阳进攻两京的计划。这年十二月，黄巢撤离江陵，率大军顺江而下，一路攻克饶（今江西鄱阳）、信（今江西上饶）、池（今安徽贵池）、歙（今安徽歙县）、衢、婺（今浙江金华）、睦（今浙江建德）等15州，重振军威，队伍发展到20余万。
唐僖宗因王铎指挥无功，解除了他的招讨都统职务，任命高骈为诸道行营都统。高骈征调各路军队，并广泛募兵，组成一支7万人的劲旅，坐镇扬州。当时，黄巢率领的义军主力屯扎在信州，因军中发生疾疫，死了很多士兵，战斗力受到很大削弱。高骈派部将张璘率大军来攻，义军失利。唐朝的昭义、感化、义成等军兵马数万，都到了淮南，义军的处境十分困难。黄巢为了麻痹敌人，伪装请降，求为节度使。高骈怕其他唐军分占他镇压义军的功劳，就向唐王朝奏报不日可以消灭义军，请朝廷把各道兵遣归原镇。黄巢探得昭义、感化、义成各道兵撤走，立即下战书给高骈，迫使高骈决战。高骈匆忙下令张璘进攻义军。880年（唐广明元年五月），双方在信州大战，官兵大败，张璘被歼。六月，黄巢乘胜攻克睦、婺、宣州，直抵长江南岸。七月，黄巢从采石矶（今安徽当涂西北）渡过长江，进攻天长、六合。高骈一心只想保存自己的实力，害怕再吃败仗，因而假称有病，龟缩在扬州不敢出战。其他唐军有的望风瓦解，有的自保不暇，黄巢农民军乘胜长驱，全军渡过淮水，一举攻克申州，进入颍、宋、徐、兖州境，直抵汝州。这次黄巢严肃军纪，沿途秋毫无犯。老百姓纷至沓来，投入起义，义军迅速发展到60余万。
十一月，黄巢发布檄文，警告各地官员说：“我军过去陈兵淮南，饮马颍川，逐高骈如同赶老鼠，不久将打进东都，直捣长安，吊民伐罪。你们要各安其地，不许乱动，否则严惩不贷！”吓得各地节度使胆战心惊，僖宗君臣在长安惊惶失措，相对而泣。
十一月二十日，黄巢兵临东都，唐东都留守刘允章见大势已去，率部下出城迎降，黄巢大军秩序井然，进入东都。
唐僖宗听说东都失守，急派神策军马军将军张承范任兵马先锋使兼把截潼关制置使，步骑将军王师会任制置粮料使，率神策军2800人，驰援潼关。
十二月初，农民军的先锋到达潼关，义军旗帜满野，一眼望不到边。农民军大将尚让和林言亲率义军，从潼关旁边的峡谷首先攻入关内，官兵大溃。王师会自杀，张承范变服率众逃到渭桥，正好遇上赶来援救的博野、凤翔军。博野、凤翔军见神策军溃兵衣着华丽，十分气愤，把他们的衣物抢夺一空，转而给义军充当向导。义军随即乘胜直指长安。
十二月五日，黄巢进了潼关的消息报到长安，京城内乱作一团，贵族官僚们纷纷四散逃窜。田令孜率领500名神策兵，保护着僖宗以及少数几个亲王、妃嫔，从长安西面中门金光门逃出，昼夜不停地向成都逃去。
880年（唐广明元年十二月五日），黄巢的大将柴存率先锋攻进长安，唐金吾大将军张直方率领文武百官到灞上迎接黄巢入城。黄巢入长安城时，农民军盔甲耀眼、旌旗蔽天，满载粮秣的车马络绎不绝，车声隆隆，人马欢腾。长安居民夹道欢迎。大将尚让对欢迎的人群说：“黄王起兵，本为百姓，不像李家皇帝不爱你们，你们不要害怕，尽管安居乐业。”还向贫民施舍财物。
十二月十三日，黄巢在长安宫城的含元殿登基，正式当了皇帝，国号大齐，改年号为金统，建立农民政权。黄巢任尚让为太尉兼中书令，赵璋为侍中，崔王翟、杨希古为同平章事，孟楷、盖洪任左右仆射兼知左右军事，费传古为枢密使，皮日休为翰林学士，朱温、张言、李逵等为诸卫大将军、四面游奕史。农民政权规定：唐朝官员三品以上的停职，四品以下的留任。农民政权虽留用了唐浙东观察使崔王翟、太常博士皮日休等人，但军政大权主要由黄巢、尚让、赵璋、孟楷等义军领导人掌握。
农民政权建立后，严厉镇压反抗的官僚地主。唐金吾大将军张直方投降以后，农民政权任他为检校左仆射，但他在家中却窝藏一批反动官僚，策划叛乱，农民政权毫不留情，将张直方和逃匿其家的唐朝宰相豆卢瑑、崔沅等百余人全部处决。唐宰相卢携长期勾结藩镇镇压义军，黄巢进入长安前夕，他服药自杀，农民军对他也不轻易放过，特地开棺鞭尸，以示惩罚。农民政权还镇压了一批与农民军为敌的地主、富商和坊市恶少。
农民军建立大齐政权后，黄巢等领导人满足于已经取得的胜利成果，麻痹轻敌，对于慌忙逃走的唐僖宗一伙及分散在长安附近的几万禁军，没有及时派大军乘胜追歼。义军进入长安的当天，唐僖宗率领几百人逃至咸阳，距长安只有40里。但由于义军没有及时追捕，唐僖宗得以逃至成都。这样，唐中央政府可以重新站稳脚跟，向各地节度使发号施令来围攻起义军。同时，起义军没有重视建立根据地。
义军渡江北上后，已有了建立根据地的良好条件，但黄巢等领导人只注意流动作战，招降纳叛。占领洛阳后，连这样重要的地方也没有派重兵驻守。进入长安后，也没有继续向周围地区发展势力，有计划地消灭关中最反动的节度使，巩固和扩大根据地。于是，起义军逐渐由主动变为被动，由有利变为不利。
在节度使中对义军为害最大的是凤翔、陇右节度使郑畋。他表面上归顺农民军，暗中与唐僖宗联系，纠集残留在关中的溃军，又秘密勾结附近的节度使，积极备战，训练士卒，准备反扑。
881年（唐中和元年三月），唐僖宗在成都任命郑畋为京城四面诸军行营都统，命他传檄天下藩镇合兵勤王，进攻起义军。
黄巢派大将尚让、王播率5万主力西攻郑畋。尚让以为郑畋是个书生，轻敌大意，队伍不整，鼓行而西，结果在龙尾坡中了官兵埋伏，被杀2万多，伏尸数10里。郑畋乘胜部署各道兵进逼长安。当时，唐弘夫率泾原镇兵屯渭北，王重荣率河中镇兵屯沙苑（今陕西大荔南），王处存率易定镇兵屯渭桥（今西安西北），拓跋思恭率六鄜延镇兵屯武功（今陕西武功），郑畋自屯盩厔（今陕西周至），从四面包围长安城。
四月，官军发起进攻，黄巢发现敌军众多，势力强大，便主动率军撤出长安，屯驻在长安东面的灞上。唐将程宗楚、唐弘夫、王处存相继突入长安城。他们怕其他镇将得知赶来分占功劳，就不报告郑畋说已经入城。官兵在城里放下武器，进入民宅，抢劫金帛，奸淫妇女。城中恶少流氓也乘机扮成官兵，浑水摸鱼，打家劫舍，长安城一片混乱。
黄巢探知城里官军军纪不整，而且又缺乏后援，于是立即组织反攻。大将孟楷率兵从各门攻入，在城中与官兵展开激烈的巷战。官兵缺乏统一指挥，军士们都背负着抢来的财物，影响了战斗力，被杀得大败，死去十分之八九。程宗楚、唐弘夫战死，只有王处存率残兵逃出。十日，黄巢第二次进入长安。
882年（唐中和二年）正月，唐僖宗又任命王铎为宰相，兼任诸道行营都都统，统帅各路唐军包围长安。起义军号令所行，不出长安附近的同州（今陕西大荔县）和华州（今陕西华县）。在唐军长期包围下，起义军的处境日益困难。由于外面的粮食运不进来，城里的地主、商人们趁机囤积居奇，抬高粮价，一斗米价由一二百文涨到三万文。起义军和老百姓只好吃树皮。许多人饿死了，士气低落，战斗力越来越差。
唐政府配合军事围剿，加紧了对起义军的分化诱降活动。882年（唐中和二年九月），起义军的同州防御使朱温叛变，投降唐朝。朱温是黄巢手下的一员大将，他驻守的同州处在最前线，因兵力不足，屡次请求增兵，都被知右军事的孟楷扣压不报，早就心怀不满，又看到起义军形势日益恶化，就杀了监军，举州投降了唐朝。唐僖宗得报大喜，任命朱温为右金吾大将军、充河中行营招讨副使，赐名朱全忠。
当时唐政府为了增强进攻力量，又勾结沙陀人李克用。沙陀兵骁勇好战。883年（唐中和三年正月），李克用率4万沙陀兵在沙苑大败黄巢的弟弟黄揆。二月，沙陀兵会同河中、易定、忠武镇兵，与农民军尚让所率领的15万军队在梁田陂展开大战，战斗从中午一直打到黄昏，农民军被打败，死伤数万，伏尸30里。李克用继续推进、连连得胜，进屯渭北。
四月八日，李克用打进长安。黄巢力战，仍然抵挡不住源源不断增援进来的官兵，便烧了宫室，率领15万农民军弃城撤走。黄巢走兰田道入商山，在路上故意把金银财宝丢撒在路上。官兵们争先恐后去抢拾，因而无心追赶。于是黄巢摆脱了唐军，退入河南。
五月，黄巢命骁将孟楷率万人为前锋，一举攻克蔡州（今河南汝南）。蔡州节度使秦宗权兵败求降，与孟楷连兵。六月，围攻陈州（今河南淮阳），遭到顽强的抵抗。陈州刺史赵犨家世代是陈州地主。早在黄巢东撤以前，他就感到陈州地当要冲，应该早作防备。因此他大力修筑城堑，缮治甲兵，囤积粮草，广募士卒。并且把方圆60里内拥有资粮的人家全部迁入城中，坚壁清野。赵犨还以其弟赵昶、赵珝，长子赵麓、次子赵霖分领兵士，组成一支家族亲兵，与黄巢决战。当义军屯于项城（今河南项城）时，赵犨故意显示陈州兵弱，把实力暗藏起来，等侦察出起义军没有防备时，便搞突然袭击，孟楷被活捉杀害，孟楷军队兵士全部牺牲。
黄巢得知消息后，又惊又怒，与秦宗权合兵围攻陈州，未能破城。于是，黄巢决定，在陈州的北方札营，建立宫室，设置百官，准备打持久战。农民军围攻陈州300多天，发动大小战役数百次，始终没有取胜。
黄巢长期围困陈州，农民军伤亡惨重，劳而无功，同时又给唐朝廷以调兵遣将、准备大反扑的时机。884年（唐中和四年三月），李克用率兵5万从太原出发，会合汴州、徐州等路唐军奔赵陈州。四月间，李克用攻陷陈州附近的太康，农民军伤亡万人。不久，屯驻西华（今河南西华县）的黄邺也被唐军打败。黄巢不得已只好从陈州撤兵，带大军东去汴州。五月，李克用率军追赶到王满渡（今河南中牟县北），乘农民军渡河过了一半之机大举进攻，黄巢大败。尚让等一部分农民军将领向时溥和朱温投降。
王满渡战役后，黄巢率领余部千余人向山东退，唐将时溥遣其将李师悦带兵万人追击。六月，起义军被李师悦包围在瑕丘（今山东兖州西），黄巢率领起义军奋起抵抗，终因寡不敌众，牺牲殆尽。黄巢至死不屈，最后撤到泰山狼虎谷的襄王村自杀身亡。这次波澜壮阔的黄巢大起义最后失败了。
黄巢领导的唐末农民大起义，在中国农民战争史上留下了光辉的篇章。
这次农民大起义从874年底爆发，到884年中失败，持续时间长达10年之久。起义军从数千人发展到60多万人，转战于黄河、淮河、长江、珠江流域的广大地区，行程数万里，夺取了唐朝的政治中心——长安与洛阳。其规模之大，声势之壮，不仅是我国农民战争史上的壮举，也是世界农民战争史上的奇迹。
黄巢起义沉重打击了唐王朝的反动统治，从根本上瓦解了唐王朝。起义大军基本上打垮了唐朝军队，打乱了封建中央专制机构，尽管唐王朝在黄巢起义失败后还存在20多年，但在这20多年里，唐王朝中央政府已处于奄奄一息的状态。黄巢起义沉重地打击了整个封建地主阶级，不仅贪官污吏受到应有的惩罚，地主豪绅也遭到猛烈的冲击，特别是自魏晋以来横行几百年的旧门阀士族终于被摧毁，成为历史的陈迹。门阀观念得到扫除，自五代以后，取士不问家世，婚姻不问阀阅。起义军在战斗中也打击了藩镇势力，为后来的统一减少了某些阻力。
在起义过程中，王仙芝、黄巢先后以“天补均平大将军”和“冲天太保均平大将军”的称号发布檄文，号召广大农民群众起来推翻唐王朝的封建统治。像这样打出“均平”的旗号，在我国农民战争史还是第一次。它说明黄巢起义已不仅仅是反对封建暴政、徭役、赋税和人身隶属关系，而且要求平均财富。触及了封建社会财富分配不均的实质，反映了农民阶级在长期的斗争中对封建制度认识的提高。均平的口号对后世农民起义有极大的影响，从这一点上来说，黄巢起义在我国农民战争史上具有划时代的意义。
