876年（乾符三年）七月，起义军在沂州（山东临沂）被打败。起义军采取避实击虚流动作战的方针，转向河南进军，起义军南下攻唐、邓，转战于荆、襄，又转而进围舒州，击庐、寿、光等州。878年，王仙芝动摇，打算归顺唐朝，但不久战败被杀。其余部加入黄巢队伍。黄巢自称“冲天太保均平大将军”，继续领导起义。之后起义军渡江，接连攻下了虔（江西赣州）、吉（吉安）、信等州，先挥戈浙西，再转战浙东。以后，起义军克服了种种困难，进入福建境内，一举攻下福州。

879年，黄巢率起义军向广州转进，克广州城，俘唐岭南东道节度使李迢。起义军又分兵西取桂州（广西桂林），控制了岭南的大部分地区。 广州是唐朝最大的对外贸易港口和重要的财赋供应地之一，又是岭南的政治、军事要地。起义军到达广州后，唐政府极为恐慌，急忙任命宰相王铎为荆南节度使、南面行营招讨都统驻江陵，又任命李系为行营副都统兼湖南观察使，使他率兵十万屯驻潭州（湖南长沙），“以塞岭北之路，拒黄巢”。

起义军在广州休整之后，即决定北伐。黄巢向全国发布檄文，揭露了唐朝宦官专权、官吏贪暴、纲纪败坏、科举失才等弊政，提出了“禁刺史殖财产，县令犯赃者族”的政治主张。879年十月，黄巢率大军自桂林顺湘江乘船北上，连下永州（湖南零陵）和衡州（衡阳），很快攻下了湖南重镇潭州，歼灭唐军十万，李系逃跑。起义军号称五十万，乘胜进攻江陵。起义军在荆门受阻，损失甚重，不得不改变路线，渡江东走，转战于江西、安徽、浙江等地，队伍又迅速扩充到二十几万人。 880年（广明元年）七月，起义军自采石渡过长江，攻下和州（安徽和县），渡过淮河，进入两淮地区，沿途农民踊跃参加起义军，起义队伍速度扩大到六十万人。于是，起义军兵临东都洛阳。黄巢称“天补大将军”，向唐节度使发布文告，把打击的主要锋芒指向以僖宗为首的唐最高统治者，以减轻阻力。唐朝东都留守刘允章遂率领文武官投降。

起义军自洛阳继续向潼关进军。十二月初，起义军的先头部队抵达潼关，“白旗满野，不见其际”。在没有经过大战的情况下，唐军全部溃逃。起义军入关，飞速向长安进军。 潼关被起义军占领的消息传到长安之后，唐王朝立即陷入一片混乱，宰相卢携自杀，官员们也纷纷窜匿。僖宗在宦官田令孜的护卫下，仓惶南逃。十二月五日，起义军先头部队进入长安，不久，黄巢亲率大军进入长安，“甲骑如流，辎重塞涂，千里络绎不绝”。

880年十二月十三日，起义军正式建立农民政权，国号“大齐”。黄巢称皇帝，年号为“金统”。以尚让、赵璋等为宰相，孟楷、盖洪为左右军中尉，朱温、张言、李逵等为诸卫大将军、四面游奕使，皮日休等为翰林学士。 起义军自878年三月渡江南下，至880年十二月打下长安建立大齐农民政权，共两年十个月，这是起义军发展极盛的时期。