Hoàng Sào khởi binh tạo phản, bởi vì phản quân không có căn cứ địa, cũng không có nguồn cung cấp lương thảo, nên chỉ có thể dựa vào cướp bóc để sinh tồn. Quân tạo phản đi đến đâu là cướp bóc đến đấy, và còn ép người dân phải tham gia lực lượng của chúng.
Khi giặc Hoàng Sào nổi lên, triều đình nhà Đường lúc này cũng đã suy yếu trầm trọng. Hoàng Sào tiến công thế như chẻ tre, nhanh chóng công hạ Hàng Châu, chuẩn bị kéo quân tiến ra phía bắc. Thế nhưng Hoàng Sào đã gặp phải một đối thủ vô cùng nặng ký, đó chính là Hoài Nam Tiết độ sứ Cao Biền, trị sở đặt tại Dương Châu. Cao Biền phái bộ tướng Trương Lân xuất quân tiến đánh Hoàng Sào, Trương Lân liên tiếp thắng trận.
Vì thế, Đường Hy Tông đã bổ nhiệm Cao Biền làm Chư đạo hành doanh Chiêu thảo sứ, giao cho ông toàn quyền thống lĩnh các đạo quân, gánh vác trọng trách đánh dẹp quân phản loạn. Cao Biền liên tục chiêu mộ binh mã khắp nơi, mở rộng thế lực, tập hợp được 7 vạn quân.
Hoàng Sào liên tiếp bị đánh bại, phải rút về Tín Châu (nay thuộc Thượng Nhiêu, Giang Tây). Không lâu sau đó, trong quân lại phát sinh ôn dịch.
Hoàng Sào phải đối mặt với cục diện vô cùng nguy ngập, bên ngoài thì bị triều đình liên tục vây đánh, trong quân lại gặp cảnh dịch bệnh hoành hành. Lâm vào bước đường cùng, Hoàng Sào bèn quyết định giả vờ đầu hàng, hắn ta dùng một số lượng lớn vàng bạc để hối lộ Trương Lân, mặt khác, lại còn viết thư cho Cao Biền, xin Cao Biền tâu về triều đình, xin được chiêu an và phong quan tước.
Cao Biền cũng có ý muốn dụ Hoàng Sào đầu hàng để dễ bề tiêu diệt. Thế là Cao Biền đã giả vờ chấp thuận. Lúc này, các Tiết độ sứ của các phiên trấn khác trên toàn quốc cũng đang ồ ạt kéo quân về Dương Châu. Cao Biền sợ kẻ khác tranh công, thế là ông bèn dâng thư lên hoàng đế, nói rằng giặc đã sắp bị dẹp yên, không cần các nơi dẫn quân đến tiếp viện nữa, xin cho họ quay về trấn thủ địa phương.
Hoàng Sào nghe tin các Tiết độ sứ đã rút quân thì liền lập tức trở mặt với Cao Biền. Cao Biền nổi giận, sai Trương Lân phát động tiến công, Trương Lân tiến đánh nhưng tử trận. Quân Hoàng Sào nhờ đó mà có thể hồi phục.
Hoàng Sào vốn là lực lượng thảo khấu, không có căn cứ địa và cũng chẳng có nguồn lương thực, nếu ở yên một chỗ thì sẽ hết lương thảo. Vậy nên rất nhanh sau đó, Hoàng Sào tiếp tục phái quân đánh chiếm Mục Châu (nay là Kiến Đức, Chiết Giang) và Vụ Châu (nay là Kim Hoa, Chiết Giang, ở phía nam Hàng Châu). Tháng 7 năm 880, Hoàng Sào từ Thái Thạch (huyện Đương Đồ, An Huy) vượt qua Trường Giang rồi tiến lên phía bắc, bao vây Thiên Trường và Lục Hợp – đây là hai huyện thuộc An Huy, nằm ở phía bắc Nam Kinh.
Bởi vì Cao Biền đã cho các Tiết độ sứ các nơi rút quân, lại thêm đại tướng Trương Lân tử trận, biết rằng không còn sức chống đỡ Hoàng Sào, ông bèn dâng thư lên hoàng đế, nói rằng: quân địch hơn 5 mươi vạn, chỉ còn cách mình năm mươi dặm.
Đường Hy Tông cùng các đại thần trong triều vốn đặt rất nhiều kỳ vọng vào Cao Biền, nay thấy thư cấp báo này thì đều vô cùng kinh hoàng. Đường Hy Tông trách Cao Biền không nên giải tán quân các phiên trấn đang vây đánh Hoàng Sào, Cao Biền biết rằng đã lực bất tòng tâm, nên nói rằng mình mắc bệnh, từ đó không xuất quân nữa.
Đường Hy Tông lệnh cho mấy phiên trấn đem binh đến đóng tại Ân Thủy (nay thuộc khu vực giáp ranh Hà Nam và An Huy, vùng Hạng Thành). Mục tiêu là chặn đường không cho Hoàng Sào tiến về phía tây, thế nhưng giữa các phiên trấn đã phát sinh nội loạn, lại còn tự đánh lẫn nhau. Từ đó, Hoàng Sào gần như không gặp sự kháng cự nào đáng kể. Đến ngày 17 tháng 11 năm 880, Hoàng Sào chiếm được Đông Đô Lạc Dương.
Tiết độ sứ Thái Ninh là Tề Khắc Nhượng vốn được lệnh phải chặn đánh Hoàng Sào ở khu vực Nhữ Châu và Trịnh Châu, nhưng khi nghe tin Lạc Dương thất thủ, Tề Khắc Nhượng đã lui về trấn giữ Đồng Quan. Cục diện này rất giống với Loạn An Sử lúc trước, khi mà Phong Thường Thanh và Cao Tiên Chi cũng phải cố thủ tại Đồng Quan.
Nhưng Đồng Quan lúc này đã không còn là Đồng Quan năm xưa nữa. Bởi khi Tề Khắc Nhượng rút quân về đây, tuy vẫn còn hơn một vạn binh mã, nhưng lương thảo thì đã cạn kiệt.
Đường Hy Tông hạ lệnh, sai Tả tướng quân của Thần Sách quân là Trương Thừa Phạm, dẫn hơn 2000 cung thủ tiến đến hội binh, cùng trấn thủ Đồng Quan. Nhưng Thần Sách quân lúc này phần nhiều là con em nhà giàu ở Trường An, dùng tiền hối lộ hoạn quan để có được quân tước. Họ hưởng bổng lộc rất cao, ăn mặc hoa lệ, cưỡi ngựa cao lớn mà tung hoành giữa phố xá Trường An. Đám người này chưa từng trải qua chiến trận, bắt nạt dân thường thì còn được, khi vừa nghe nói là phải ra tiền tuyến thì đều kinh hãi đến thất sắc.
Vậy nên Thần Sách quân đã nghĩ ra một cách: đến các nơi chữa bệnh để tìm người ốm yếu, lại đến những chỗ phát lương cứu tế để tìm người nghèo khổ, rồi đưa tiền cho họ, bắt họ mạo danh mình đi lính. Những người này ngay cả vũ khí còn cầm không nổi, vậy mà cũng bị biên nhập vào quân ngũ.
Khi Đường Hy Tông tiễn Trương Thừa Phạm xuất quân, Trương Thừa Phạm tâu rằng quân của mình và quân của Tề Khắc Nhượng đều không có lương thảo tiếp tế. Đường Hy Tông trấn an, nói rằng lương thảo sẽ lập tức được chuyển đến, nhưng trên thực tế, quân của Trương Thừa Phạm chỉ nhận được lương đủ dùng trong ba ngày.
Đến khi thực sự giao chiến, quân của Tề Khắc Nhượng đã dốc sức chiến đấu, đánh lui được quân Hoàng Sào. Nhưng sau đó, Hoàng Sào đã đích thân ra tiền tuyến chỉ huy, 60 vạn quân giặc tiến công dữ dội, 1 vạn quân của Tề Khắc Nhượng gồng mình cố thủ, dựa vào địa thế hiểm yếu của Đồng Quan.
Chiến trận nổ ra, Tề Khắc Nhượng chỉ huy quân triều đình, từ giữa trưa mà cố thủ đến chiều. Nhưng rồi binh sĩ không có lương thảo, cuối cùng lòng quân rối loạn, tan vỡ như nước vỡ bờ. Trương Thừa Phạm cũng đã dốc sức chống cự, khi cung tên dùng hết thì lấy đá mà ném, nhưng quân Hoàng Sào đã lại men theo một sơn cốc mà quân Đường không phòng bị, vòng ra phía sau Đồng Quan, từ hai phía nam bắc mà đánh giáp công.
Thế rồi Đồng Quan thất thủ. Trương Thừa Phạm phải thay áo thường dân, lén lút trốn thoát. Đại quân Hoàng Sào từ đó thẳng tiến về Trường An.
