朱棣起兵後，以部將郭資戍守北平（今北京），乃舉兵拔居庸關，破懷來，取密雲，以穩定和鞏固大本營。僅20天，朱棣所部已達數萬人之多。在燕王“靖難”軍的進攻下，北平附近州縣紛紛倒戈，投降朱棣。
得知朱棣據北平反叛，朱允炆於八月任命長興侯耿炳文為大將軍，駙馬都尉李堅為左副將軍，都督寧忠為右副將軍，率大軍北伐燕王。同時部署其他將領各統偏師步騎，數路並進，號稱百萬大軍，約定行程日期，直搗北平。同時傳檄山東、河南、山西三省供給軍餉。不久，耿炳文所部與靖難軍戰於真定（今河北正定）。朱棣避實就虛，趁中秋之夜官軍飲酒作樂之機，渡白溝河，破雄縣，之後大敗耿炳文所部。耿炳文逃人真定城中，閉門固守。靖難軍攻城三日不克，還師北平。
官軍敗北，朱允炆大怒，又改命李景隆取代耿炳文，繼續統兵平定燕王之叛。又令遼東江陰侯吳高等領兵圍攻永平（今河北昌黎西北）。朱棣留下少量兵將堅守北平，自己親統大軍救援永平。吳高怯懦，不敢應戰，退保山海關。李景隆自恃兵多將廣，率部直攻北平麗正門。守城將士及城中百姓奮力拒守，多次擊退官軍進攻。朱棣得知李景隆率兵攻北平，便回師以奇兵左右夾擊，李景隆力不能支，被靖難軍連破七壘，隻得連夜逃遁。所部聞訊，紛紛丟棄兵甲、糧草，慌忙南逃。
李景隆兵敗，黃子澄卻藏匿不報。待朱允炆風聞察問，黃子澄仍借口天寒，士兵凍餒暫退德州（今屬山東）。同時派人密告齊泰不得泄露失利之事。朱棣又上書陳述道理，並以誅齊泰、黃子澄傳檄天下。迫於形勢的壓力，朱允炆隻好罷免齊泰、黃子澄的官職，但仍舊依靠二人“籌畫治兵”。朱棣得知李景隆雖然兵敗，卻於德州集結兵力，企圖等明年春天，再攻北平，遂於建文二年（1400）正月，先發製人，率兵攻占蔚州（治今河北蔚縣西南）。四月，於白溝河再度大敗李景隆軍。五月入德州，隨後兵圍濟南（今屬山東）。李景隆逃人濟南後，據城固守，靖難軍久攻不下，便引水灌城，亦不克。
九月，朱允炆再遣大將軍盛庸總領平燕大軍北伐。朱棣派兵襲擊滄州（今屬河北），俘都督徐凱。然而十二月，靖難軍於東昌（今山東聊城）敗於官軍，張玉被斬，靖難軍潰敗而逃。張玉陣亡，令朱棣悲痛欲絕。而朱允炆以官軍大捷，詔複齊泰、黃子澄官，仍領軍國事。
建文三年（1401）二月，朱棣再次率軍南下，於夾河擊敗盛庸所部。此戰之後，朱允炆又坐立不安，下詔奪齊泰、黃子澄官，貶至外地，且沒收其家產。靖難軍夾河大捷，士氣倍增，又連戰三捷。朱允炆急令駙馬都尉梅殷鎮守淮安。
建文四年（1402），朱棣指揮靖難軍攻陷沛縣（今屬江蘇）、蕭縣（今屬安徽）、泗州（治今安徽泗縣）、盱眙（今屬江蘇），進至揚州（今屬江蘇）。五月，攻占儀征（今屬江蘇），進逼建康。朱允炆忙下詔，令天下諸路“勤王”，但這絲毫不能阻擋靖難軍的南下。六月，靖難軍渡長江南進，一舉擊潰盛庸的設防，占領鎮江（今屬江蘇）。一籌莫展的朱允炆見大勢已去，提出割地請和的條件，請求朱棣退兵，朱棣堅決不允，眾朝官見朱允炆已無回天之力，紛紛離朝而去，朱允炆更陷入孤立無援的境地。
不久，朱棣率軍抵達建康城金川門，守城的穀王朱穗開城請降，朱棣進入城中，遂立為皇帝，建文帝朱允炆於混亂之中，不知所終。
注釋
①《續通考》卷二○八。
②穀應泰《明史紀事本末》卷一四。
③④穀應泰《明史紀事本末》卷一五。
⑤《明史》卷一一六《諸王傳序》。
⑥《明史》卷一三九《葉伯巨傳》。
⑦《明史》卷四《恭閔帝紀》。
⑧《明史》卷三《太祖紀三）。
⑨《明史》卷一一七《寧王權傳》。
⑩《明史》卷五《成祖紀一》。
《明史》卷一四一《黃子澄傳》。
《皇明祖訓·法律》。