从广明元年到四年（大齐金统元年至四年，公元880至883年） ， 唐军联合沙陀、党项、鲜卑雇佣军在长安外围展开了一系列军事行动，长安以及周边广大地区，处处皆是浴血厮杀的战场，锦绣关中沦为人间地狱。
黄巢的大齐政权在军事上还能苦苦支撑，但在经济上却无能为力，由于唐军围困万千重，加上长安周边的地主、豪绅纷纷结寨自保，实行坚壁清野，困守长安的大齐集团内外交困，已经陷入经济破产的边缘。通往长安的所有通道均被唐军截断，城里很快闹起了粮荒，鼠雀被吃绝，人们开始吃草根、树皮，甚至发生了“人吃人” 的惨剧。
882年（齐金统3年，唐中和3年），黄巢爱将朱温因作战不利，粮饷断绝，在半个月的时间里向黄巢连上10道求援表章。大齐政权主管军事的左仆射孟楷正在拆东墙补西墙、顾此失彼、焦头烂额之际，对于朱温的10道救急表章亦是有心无力，被催急了心里愈发焦躁，遂严词训斥朱温，斥责他屡屡索粮索饷是企图拥军自重，却不肯为大齐奋力征战。朱温是黄巢麾下数一数二的猛将，这几年若不是他拼老命与唐军搏杀，取得了好几次大胜，黄巢、尚让、孟楷们还能不能待在长安城里发号施令真不好说！或许早就被大举反攻的唐军驱逐出长安了，被催急口不择言的孟楷竟然说朱温要钱要粮是为了养兵自重，怀有不臣之心，实在是冤枉老朱。
彼时唐僖宗已在成都指挥各藩镇唐军发起大规模的反攻行动，还借来沙陀、党项、鲜卑等部族骑兵助剿，巢军节节败退，又缺粮缺饷，只得龟缩在长安城以及周边有限的区域内负隅顽抗。朱温讨要粮饷不得，还遭孟楷辱骂、诬陷，一怒之下，在当年9月率部向唐朝河东节度使王重荣投降。朱温是黄巢重将， 作战勇猛，屡挫唐军，早已名声在外，他的投降对大齐来说无疑是一重大损失。远在成都的唐僖宗闻讯，大喜过望，特赐朱温名“全忠” 。唐僖宗做梦都想不到，朱全忠才是彻底将唐朝扫进历史垃圾堆的人物，而非黄巢。
唐中和三年（883）春季，以沙陀豪酋李克用为首的各路唐军已经纷纷集结在长安城下，将城池围得水泄不通，早先在军事上还能勉强抗衡的黄巢军已经撑不下去了。同州（今陕西渭南大荔）之战，唐军重挫大齐军，俘斩无数，齐军死伤惨重，伏尸三十里，血流成河。同州之役，黄巢的左膀右臂大将赵璋被唐军击杀，数万将士被唐军俘虏，长安外围的据点被一一荡平，损失异常巨大。
在长安城里唐朝旧宫殿里享乐了两年的大齐皇帝黄巢，终于开始一日数惊、 寝食不安了，在李克用、拓跋思恭等藩镇不断进逼、压迫下，黄巢于4月初8日夜撤出长安，由蓝田关进入商洛大山，并由此进入中原。黄巢军沿途故意丢弃了大量财物，引诱追赶的唐军争相抢夺，遂得顺利突围，整军而退。彼时黄巢军还有15万人马，还有东山再起的本钱。
这一年，黄巢劲敌、沙陀族豪酋李克用（朱邪氏，被唐廷赐姓李）才刚28岁，是唐朝诸将中最年轻者，所部骑兵战力也最强悍，战功赫赫，一跃成为镇压黄巢起义的绝对主力。李克用是后唐的奠基者，数十年后被儿子（养子）李嗣源（后唐明宗）追谥为后唐太祖。他也是五代的开拓者之一。
黄巢移师中原后，挥军攻克蔡州，唐节度使秦宗权战败投降，声势再度壮大。随后，黄巢军趁势进攻陈州（今河南淮阳）。陈州刺史赵犨是个能吏，他早有准备，加固城防，坚壁清野，率守军顽强抵抗。黄巢任命的左仆射孟楷率万余精兵为先锋，准备率先发起突袭，却在项城遭到赵犨部兵的偷袭，孟楷被唐军生擒斩首 。
黄巢得知心腹孟楷被唐军擒杀，大怒，于当年6月与秦宗权合兵围困陈州，一副不拿下陈州不罢休的架势。巢军围困日久，缺粮就分兵四处抄掠，因陈州四境民众早已逃散殆尽，加上赵犨实行坚壁清野，抢不到粮食，巢军竟然以人肉为食。此说绝非空穴来风或后人杜撰，有史为证：
“时民间无积聚，贼掠人为粮 ，生投于碓硙（碾米磨粉用的大石碾子） ，并骨食之，号给粮之处曰‘舂磨寨’”。《资治通鉴》
以人肉充军粮，黄巢军犯下了罄竹难书的大罪恶。鲁迅说中华历史满篇都是“吃人”二字，虽然过于直白，但也所言非虚。陈州之围持续了差不多一年时间 ，双方你来我往，战斗打得异常艰苦，唐军顽强防守，黄巢军损兵折将，却久攻不克。
在漫长的300多天里，唐廷调集各路人马，慢慢向陈州靠拢。黄巢旧将、新任宣武军节度使的朱全忠（朱温）变现的非常积极，他接到陈州刺史赵犨发来的求援信后，立刻率领本部兵马驰援陈州，路上还邀请忠武军节度使周岌、感化军节度使时溥共同赴援。因黄巢势力仍强，三镇之兵无法与其当面硬钢，只能在外围不时发起偷袭、骚扰，无法破解陈州之围。
884年2月，李克用率5万沙陀铁骑大举南下，增援唐军， 两军在中原的对峙、相持僵局立刻被打破。3月，朱全忠率部一举攻克黄巢大本营瓦子寨，斩杀数万巢军。李克用又组织中原各路唐军，会攻盘踞在太康的尚让军，尚让兵败北逃。
黄巢见唐军愈聚愈多，力量转强，李克用的蕃汉联军战力凶猛，昔日并肩作战的“老战友” 朱温翻脸无情，杀同袍毫不留情，自觉不敌，遂撤陈州之围而退。巢军撤围后向东北方行去，威胁朱全忠的忠武军大本营汴州（开封），攻拔尉氏后屠城泄愤，尚让则率500骑兵进逼大梁（今开封西北） 。朱温见黄巢大兵压境，急忙向李克用求援。李克用率沙陀铁骑奋起直追，在黄河岸边的王满渡追上黄巢军主力，趁其半渡而击之，沙陀兵以勇猛著称，得势更是不饶人，李克用挥军奋击，沙陀骑兵捣入黄巢军中大砍大杀， 大破巢军，阵毙万余人，溺死者无数，黄巢主力被彻底摧垮、击溃了......
