燕王朱棣誓师抗命，以清君侧为名，招降了参政郭资、副使墨麟、佥事吕震以及同知李浚、陈恭等人。燕王那边已经攻下通州、蓟州、遵化，夺下居庸关、怀来。建文帝这边仍然迟疑不决。于是开平、龙门、上谷、云中的守将全部望风归降。谷王朱橞镇守宣府，因为离怀来比较近，担心遭到兵祸，竟然抛弃藩土，逃到南京去了。
京中听到警报，建文帝祭告太庙，削掉朱棣的属籍，并废他为庶人，接着诏示天下。特命宿将耿炳文为征虏大将军，驸马都尉李坚、都尉宁忠为副将，带兵讨伐燕王，接着又命都指挥使潘忠、杨松等人分道并进。燕王派张玉前去打探虚实，张玉回来后说：“耿炳文年事已高，潘忠、杨松有勇无谋，行军安营都缺乏纪律，不用担心。只是我军如果想南下，必须先攻下潘忠、杨松才行。”燕王点头，当即下令移军涿州，在桑娄屯兵。那时正是中秋，天高月朗。燕军渡过白沟河后，直达雄县城下。杨松毫无防备，还乘着中秋佳节大摆宴席，醉饱酣睡。不料睡到半夜，燕军攀墙而上，大刀阔斧地砍入城中。杨松从梦中惊起，慌忙迎敌，已经是来不及了。霎时间九千将士全部战死，杨松也死在乱军之中。
燕王攻陷雄县之后，对将士们说：“潘忠就在莫州，还不知道城已经被攻破，一定会带兵前来支援，我们趁机活捉他。”燕王当即命千户侯谭渊带领一千官兵，渡过月样桥，埋伏在水中，等潘忠的兵马过去之后，马上占据桥梁，断了他们的归路。燕王麾兵出城，严阵以待。潘忠果然引兵前来，越过月样桥，直逼雄县。快到城下的时候，望见前面都是燕军，不禁慌了手脚。交战的时候，燕军生龙活虎，锐不可当，潘忠料定难以抵挡，只好边战边退。谁知刚刚退到桥边，水中突然蹿出一个人，大吼一声：“谭渊在此，快快束手就擒！”潘忠还没有看清，就被谭渊手起枪落，刺倒在马下。谭渊的手下一哄而上，把潘忠捉走了。潘军腹背受敌，不是被杀死就是被淹死。
燕王攻陷莫州后，接着商议下一步的作战计划。张玉说：“为什么不直取真定？敌人刚刚聚集在那里，大营还没有扎稳，我军乘胜进攻，一定大获全胜。”燕王非常赞同，马上下令向真定进发。途中擒获了耿炳文的部下张保。燕王好言抚慰，张保自称愿意投降。燕王问起耿军的情形，张保说：“耿军共有三十万人，先到的有十三万，分别驻扎在滹沱河的南北岸。”燕王说：“你既然诚心归降，我就放你回去。你就说是偷了匹马逃回来的，然后把我军的战况全部告诉耿炳文。”张保点头离开。诸将上前说道：“大王直逼真定，本来是想趁他不备，怎么让张保去通风报信呢？”燕王笑着说：“诸将有所不知。耿炳文将兵马一半扎在大河南面，一半扎在大河北面，南北互相支援，我们很难取胜。只有让他知道我们的行踪，将南北的兵力合在一起，才能一举歼灭。而且，他们如果听说雄县、莫州的败状，一定会挫伤锐气。”诸将齐声称妙。之后，耿炳文果然将南岸的兵都移到了北岸。燕王派张玉、谭渊、马云、朱能等人绕到城的西南面，连破耿军两座大营。耿炳文出城迎战，张玉等人率兵奋击，两下里喊杀连天。这时，燕王亲自带着铁骑，沿城夹攻，耿军大乱。耿炳文支撑不住，慌忙逃回。朱能率死士在后面追杀，到了滹沱河，耿炳文仍然有几万兵马。朱能奋勇向前，冲入耿炳文的阵中。耿炳文的部下早已无心恋战，相继逃散。副将李坚、宁忠、都督顾成、都指挥刘燧等人都被擒获。耿炳文逃到真定，闭门固守。燕军攻了三天，没有攻下，就退回北平去了。
建文帝听说耿炳文战败，非常懊恼。便听从黄子澄的话，拜李景隆为大将军，赐给他通天犀带，并亲自饯行。齐泰说李景隆能文不能武，建文帝毫不理会。没过多久，耿炳文辞官归来，建文帝就一再催促李景隆进兵。李景隆到了德州，收集耿炳文的部下，并在各路调来五十万大军，在河间扎营。燕王听说后，高兴地说：“从前汉高祖用兵如神，都只能领兵十万。李景隆这么个竖子，有什么才能，竟给他五十万兵马！这不是自取灭亡吗？”话音未落，就有探子来报：“明将吴高、耿瓛、杨文等人进军永平。”燕王马上麾军支援，有将领问道：“大王去支援永平，要是李景隆乘机偷袭北平，该如何是好？”燕王说：“不用担心李景隆，我去支援永平就是想引他前来，先破吴高，再破李景隆。”当下命儿子高炽守城，并告诫他只许坚守，不许出战。自己则带着大军直达永平。吴高本来就胆小，听说燕军大兵将至，竟然丢下军械物资，退到山海关去了。燕军从后面追击，杀死了几千名士兵。
李景隆听说燕王去支援永平，果然带兵前来攻打北平。朱高炽严防死守，就连城里面的妇女也向城下乱丢瓦砾。李景隆军令不严，竟然被打退。朱高炽又派勇士乘夜前去偷袭敌兵大营。营中士兵大受惊扰，竟然退到十里以外的地方驻扎。只有都督瞿能愤怒交加，自己带着两个儿子以及一千多名精兵，直攻张掖门。马上就要登城的时候，李景隆因为他擅自做主，起了猜忌，下令缓攻。瞿能只好作罢。守兵连夜用水浇注城墙。第二天一早结水成冰，城墙非常光滑，不能攀登，两军相持不下。
这时候，燕王已经移师东北，暗图大宁。原来大宁由宁王朱权镇守，他东控辽左，西接宣府，部下全都骁勇善战。燕王抵达大宁城下后，暗中命令精兵四下埋伏，自己单骑入城。一见宁王就握着他的手大哭起来，只说：“建文有负于我，现在北平被围，朝不保夕。求弟弟设法救我。”宁王此时也有兔死狐悲的念头，长吁短叹一番之后，替他上疏，求建文帝免他一死，接着设宴款待，流连了好多天。城外的伏兵大多已经混到城里，与宁王的部下互相联络。燕王准备告辞，宁王将他送出郊外，置酒饯行。第一杯递给了燕王，燕王一饮而尽；第二杯又递到燕王手里，燕王忽然将酒杯扔在地上，大喝一声：“来人啊！”话音刚落，燕军一拥而出，将宁王擒住。宁王的部下都在一旁袖手旁观，大宁都指挥朱鉴上前争夺，竟被燕军杀死。燕王接着麾兵入城，揭榜安民。燕王又派兵分守要害，自己带着大宁的降兵开赴北平。到会州时，燕王检阅将士，设下五路大军，命都指挥张玉统帅中军，朱能统帅左军，李彬统帅右军，徐忠统帅前军，房忠统帅后军，命大宁的降兵分别隶属于各军。五路大军浩浩荡荡，直逼北平。
当时天气寒冷，大雪纷飞。燕王暂且驻扎在北河西面，河水汪洋浩瀚，无舟可渡。燕王望着天空默想：“老天如果你真的要帮助我，今天晚上就让河水结冰吧。”谁知，上天有灵，刮了一晚上的寒风，将河水冻得结结实实。燕王大喜，马上麾兵渡河。那时正碰上李景隆在河对岸扎营。先锋都督陈晖渡河截击，被燕军一阵驱杀，大败而逃。燕军渡河上岸之后，河水竟然开始融化。燕军喜得神助，抖擞精神，直捣李景隆的大营。从午时一直杀到申时，连破七座营寨。李景隆抵挡不过，趁夜逃走。燕军进逼城下，见城外还有敌兵，只管奋勇杀入，城中这时候也杀出燕兵，内外夹攻，杀得敌人尸横遍野，血流成河。有几个士兵侥幸逃脱，连夜南逃，追上李景隆的残军，一同返回德州。李景隆逃到德州后，懊恼得很，准备再次调集军马，等来年春天大举进攻。这时，忽然听说有圣旨颁来，吓得面如土色。谁知打开一读，竟然被加封为太子太师，这事情来得突然，连李景隆都莫名其妙。