打到这一步，朝廷以为他们要西进长安了。没想到，黄巢率部又掉头折向东南，再次入江西，战安徽，为唐将高骈拦截。时逢大疫，黄巢用重金贿赂了高骈部下，得以绝处求生，集合人马随即攻入浙江。接下来起义军北渡长江，过淮河，甚至有一次攻入中原，打下了东都洛阳。在公元880年冬天，黄巢几十万大军过潼关，直抵长安郊外的坝上。
公元881年初，僖宗逃亡成都。几天后，铁骑如流的黄巢军入长安，建立齐政权。
成都的僖宗自然没能力指挥什么，前线传檄勤王、作战统筹这些事，靠的都是宰相郑畋、王铎等人。
其间，唐军又一度攻入长安，但很快又被黄巢军夺回。
第一次入长安时，黄巢还比较有耐心，对百姓说：“我起兵，是为了拯救你们。你们不要害怕啊，我不会像唐朝那样不爱惜你们。”但第二攻入长安后，黄巢认为城里的百姓勾结官军，于是下令大开杀戒。一时间，长安处于血雨腥风中。
这时候，在郑畋、王铎等人的调度下，朝廷先后集合王重荣、王处存、李茂贞等将领，又得晋地突厥沙陀部李克用的协助。各路人马合力围剿黄巢，后者一下子就盛极而衰了。
公元882年，黄巢手下大将同州防御使朱温反叛，归顺了唐廷。形势一下子就逆转了。
与此同时，李克用的沙陀骑兵南下，加之唐军各部攻击甚急，黄巢不得不撤出长安，转战中原。
路途中，最早追随黄巢的大将孟楷任先锋，率军在蔡州击破残暴的节度使秦宗权。但当他攻入陈州境地时，因大意而被刺史赵犨在项城附近俘杀。
撤出长安的黄巢，本来就越来越暴戾。而孟楷之死彻底激怒了他，使之陷入巨大的疯狂。
暴怒的黄巢集合全部力量猛攻陈州，所谓“掘堑五重，百道攻之”。攻击中，粮草断绝，黄巢即以人肉为军粮，却依旧狂攻陈州三百天而不下。
黄巢下陈州不得，又以大将尚让为前锋，攻汴州，却为朱温所拒，仍不顺利。面对唐军多路出击，这支披着头发的起义军，和黄巢一样，也渐渐陷入绝望的疯狂。
于是中原血流成河，死人无算，尸臭味能传百里。
在朱温的求救下，公元884年春，沙陀骑兵统帅李克用的黑衣军团渡过黄河，派五代十国第一猛将李存孝为先锋来解汴州之围。同时，朱温的部队又从城里杀出。黄巢军势颓败，向黄河岸边退去。沙陀骑兵紧追不舍。
这一天，黄沙漫天，黄巢与尚让带着部队来到中牟县城北二十四里处的汴河要津王满渡，准备在这里过河，向山东老家撤。就在士兵渡过三分之一的时候，身后突然掀起一阵黑色的旋风——李克用的五万黑衣沙陀骑兵追击而来了。
这一年，李克用才二十七岁，但已经令黄巢的部队闻风丧胆。
沙陀骑兵在王满渡一举击溃黄巢军，后者战死万余人，军中二号人物尚让也向附近的唐节度使时溥投降。黄巢收集残部，逃至王满渡北岸，不承想，又遭朱温部队两次伏击，大将葛从周等纷纷投降。
打到这一步，黄巢已注定失败了。
当他好不容易带着几千人杀出重围，辗转到封丘这个地方时，天降大雨。就在黄巢仰天长叹时，再次遭遇李克用的沙陀骑兵。这一次，逃出虎口的只有几百人。
黄巢带着他们撤向山东兖州，李克用追之不得而回。
三个月后，黄巢在莱芜狼虎谷身死的消息传来。凶神般流动作战十年的黄巢军自此覆亡。
当然，关于黄巢之死，是有很多说法的。
正史上记载他死于狼虎谷，或自杀，或为外甥林言所杀，或请求林言将自己斩杀，最后献头于节度使时溥。
但是，时间到了现代，敦煌莫高窟被发现后，唐代遗留下的残卷《肃州报告》被人发现，其中有这样一句话：“其草贼黄巢被尚让煞（杀）却，于西川进头。”说的是，黄巢被叛变的尚让袭杀。尚让割下他的头，飞送成都僖宗处。
这条记载可靠吗？尚无定论。
无独有偶，崔致远作为一名朝鲜留学生，一度在唐廷为官，当时写下笔记《桂苑笔耕录》，其中亦有节度使时溥诱降黄巢军中大将而后者袭杀黄巢的粗略记录。
当然，还有一种说法，那就是黄巢没死，最后出家了。类似的记录，在宋人笔记中很常见。王明清《挥尘录》中甚至提到，曾参加黄巢暴动的张全义，后长期任西京留守，镇洛阳。有一天，张在当地一个寺院，于众多僧人中，一眼看到了黄巢的身影，不过他没声张。