十月，朱棣亲自率精骑袭大宁，执宁王朱权及其妃妾世子，得其部朵颜三卫骑兵(相当于雇佣兵，均为蒙古骑兵，战斗力极强)，兵力骤增。李景隆乘虚攻北平，但不能克(朱棣长子朱高炽镇守，用冰冻住城墙，使李景隆无法破城)。燕王师自大宁返回后，于郑灞大破李景隆军。朱允炆被迫罢兵部尚书齐泰、太常寺卿黄子澄职，以缓燕师。建文二年四月，双方又战于白沟河，李景隆再次战败，燕师乘胜围攻济南。山东参政铁铉固守济南，以逸待劳，燕师久攻不下，败还。
九月，朝廷升铉为山东市政使，改命盛庸代李景隆。十二月，盛庸率师与燕军会战于东昌(今山东聊城)，燕师大败，主将张玉战死。建文帝于三年复齐、黄职。二月，燕师再度南下。三月，败盛庸于滹沱河，再败吴杰等于藁城。朱允炆以放逐齐、黄为名，使其外出募师勤王。当时，燕师虽多胜，但损失颇重，而朝廷军源颇广，燕军于河北、山东一带所攻下的城邑，兵回后又为朝廷兵所据。
同年底，有内臣自京师告密，朱棣知南京空虚可图，决计改变战略，于四年正月率师南下。四月，连破何福、平安师，五月克泗州、扬州。建文帝遣庆成郡主至燕师，乞割地求和，燕王不许。六月，江防都督陈瑄以舟师降燕，燕师渡江，下镇江，直逼南京。谷王朱橞与李景隆开金川门降燕，南京城陷，宫中火起，朱允炆不知所终。
朱棣攻下南京后，在拒绝了他的支持者们反复几天的劝进之后，于1402年7月17日即皇帝位，但不是继承朱允炆的帝位，而是继承明太祖朱元璋的帝位(废除建文年号，建文四年改称洪武三十五年)。下令大索齐泰、黄子澄等建文朝臣五十余人，榜其名曰奸臣，实行族诛之法，族人无少长皆斩，妻女发教坊司(充当妓女)，姻党悉戍边。朱棣还令尽复建文所改的一切太祖皇帝制定的成法和官制，以表明其起兵目的在于恢复祖训。
历史点评：靖难之役明初围绕皇权斗争日趋激化的必然结果。明成祖朱棣好大喜功，多疑好杀，手上沾满了鲜血。但在位期间完善政治制度，发展经济，开拓疆域，迁都北京，编修《永乐大典》，派遣郑和下西洋，使明朝发展到顶峰，明成祖的统治时期被称为“永乐盛世”。可以说朱棣他做的这个皇帝算是合格的。
