朝廷對重振旗鼓的農民軍趕到非常恐慌，急調泰寧節度使（治兗州）齊克讓爲汝鄭都指揮使，屯兵在汝州。命令河南各道的軍隊趕到溵水河岸駐紮，堵截農民軍。
京師長安上下一片恐慌，黃巢乘勝進軍河南，因爲這裡靠近長安。農民軍感覺比在湖北、江西地區順利很多。
黃巢這時也學聰明瞭，他命令軍士沿途不要掠奪財貨，對百姓秋毫無犯，並勸說青壯年加入，此時的農民軍號稱六十萬。
當時正值九月，泰寧節度使齊克讓率軍屯駐在汝州，阻擋農民軍西進洛陽。
徐州感化軍也派軍前往堵截農民軍，由牙將時溥、陳璠率領三千名軍士奉命前往溵水，途中經過許州（許昌市）。由於許州節度使薛能此前擔任過徐州感化軍的主帥，官民關係較好，徐州軍到達時請求幫助安排館舍，薛能懷念他昔日的部下，準備讓徐州軍隊臨時住在州府內。
本來許州軍士已經派往溵水，但他們卻擔憂老巢被徐州軍隊搶佔，許州軍的大將周岌就從溵水率領他的隊伍回到許州城，趕走了自己的上司薛能，自己佔據了州城。
其實，徐州軍隊還沒走到許州呢，路上得知許州軍隊已叛亂，就停止前進。有趣的是，帶隊的徐州將領時溥、陳璠竟然也效仿周岌，率領軍隊返回徐州城，謊稱軍士譁變，要求支詳把統領軍隊的印信授給時溥。
徐州節度使支詳平時對待時溥一直很好的，但此時他制止不了時溥，只好離開節度使府，時溥就此佔據了徐州，自稱留後。陳璠對時溥說：“支詳對徐州人有恩惠，今若不殺他，日後必定後悔。”時溥不同意，送支詳回朝廷。
（心狠手辣的陳璠在七裡亭設下伏兵，在路上截獲支詳及家屬，全部殺死。朝廷不辨真僞，詔令以時溥爲武寧軍留後，時溥又上表請求以陳璠爲宿州刺史。這個陳璠到宿州上任後，貪圖錢財，肆意殺人。時溥得知此情況，把他召到徐州，隨後殺死了他。）
由於徐州、許州都發生了兵變，屯駐在汝州的泰寧節度使齊克讓也害怕軍士襲擊他，於是率軍回到了兗州駐地。至此，在溵州（治郾城縣）集結的各路官軍都解散了，朝廷部署在溵水河的防線也不戰自潰。
農民軍得知了這些情況非常高興，於十月全部渡過淮河。黃巢還分兵攻打申州、光州、潁州（阜陽一帶）、宋州（商丘）、徐州、兗州等地。
由於沒有強有力的官軍阻截，農民軍行動很快，東都洛陽送表文給長安，聲稱黃巢已攻入汝州境內，形勢危急，請求朝廷速速發兵救援。
880年十一月，黃巢率軍攻克了汝州城，他也想學朝廷恩威並施。於是，他以“天補大將軍”的名義公開發檄文告訴唐軍各藩鎮：“爾等各自守自己的地盤，不要與我大軍交戰。我將攻入東都洛陽，很快就會達到長安。我大軍是找不顧百姓死活的皇帝和宰相們來的，不是針對你們的。”
黃巢的這個分化瓦解的策略還是奏效的，有實力的藩鎮官軍還是有的，比如雁門關外的李克用沙陀軍，但他們也是坐山觀虎鬥，估計誰也不願此時與農民軍硬碰硬。
這個月，黃巢親率農民軍主力進攻東都洛陽，守城的唐軍驚慌失措，軍心已動搖瓦解，無心與農民軍對敵。東都留守劉允章見風使舵，不想城破身亡，帶領衙門官吏出城投降，歡迎農民軍進城。
黃巢率義軍進入洛陽城，軍紀嚴明，不殺人不搶劫，街市秩序保持安定。稍作休整後，農民軍開始西進，兵進潼關。
而在長安，唐僖宗如坐鍼氈，在延英殿召集宰相們商議對策。大家也想不出禦敵之策，唐僖宗唯有流淚，嘆息道：“朕的太爺爺的太爺爺，與愛卿們的太爺爺的太爺爺一起打下江山，我們世代享有，今草賊勢力坐大，欲奪我社稷，諸位愛卿一定要爲朕分憂啊。”
宰相豆盧瑑、崔沆建議調潼關內的諸道軍，以及左神策軍、右神策軍前去拒守潼關。觀軍容使、宦官田令孜奏稱：“請陛下調發左、右神策軍中的弓弩手守潼關，我願意親自任都指揮使。”
唐僖宗說：“愛卿忠勇可嘉，但禁軍長期不征戰，難當大任啊。”田令孜又說：“此前安祿山叛亂時，玄宗爺爺就曾經到四川避難。”
宰相們你一言我一語展開辯論賽，有人說：“過去安祿山只有五萬叛軍，無法和黃巢的叛軍相比。”也有人說：“安祿山叛亂時，哥舒翰率領十五萬大軍尚不能把守潼關，今黃巢賊衆六十萬，而潼關的守軍又難以與哥舒翰當年的軍隊相比，不能硬拼。”
由於宦官田令孜的心腹把守東川、西川，駐守成都的西川節度使陳敬瑄就是田令孜的哥哥，有人建議前往兩川躲避。
但唐僖宗對這個計策很不高興，他對田令孜說：“請你爲朕調發軍隊前往潼關拒守。”
唐僖宗親自來到左神策軍軍營，臨陣鼓勵將士出征。在田令孜的引薦下，他召見了左軍的馬軍將軍張承範、右軍的步軍將軍王師會、左軍兵馬使趙珂。
唐僖宗對衆人勉勵一番，任命田令孜爲左、右神策軍內外八鎮及諸道兵馬都指揮制置招討使，飛龍使楊復恭爲副。其實就是以田令孜爲總指揮，楊復恭爲副總指揮使。
又任命張承範爲兵馬先鋒使兼把截潼關制置使，王師會爲制置關塞糧料使，趙珂爲句當寨柵使。
唐僖宗爲了保住皇位也真是拼了，這三個崗位都是量身定做的，以前沒有設置。
這個拼盤隊伍還沒上路，保衛東路洛陽外圍的齊克讓就奏報說：“洛陽已失守，臣正退守潼關，這裡缺兵少糧，請速救援。”
唐僖宗急忙詔令張承範選出二千八百名神策軍中的弓弩手，由張承範帶領趕赴潼關救援。此時，神策軍也人數不多，田令孜奏請在長安緊急招募幾千人補充兵源。
洛陽被攻佔十天後，唐僖宗又任命田令孜爲汝、洛、晉、絳、同、華等州都統，率領左右神策軍出發，向東討伐黃巢。但此時，黃巢的軍隊已經攻陷虢州（河南靈寶市），逼近潼關。
張承範出發的夜晚，他率領神策軍弓弩手磨磨唧唧的從京師長安出發，但這些神策軍士都是長安富家子弟，是通過賄賂而進入禁軍，目的不是爲打仗，而是爲了獲得禁軍優厚的賞賜和待遇。
這些人平時穿着華麗的衣服，騎着快馬在街道疾馳，氣焰囂張，但根本沒有打過仗，熟練操作兵器都很難。
當唐僖宗登上章信門樓送行時，張承範說：“臣聽說黃巢擁兵數十萬向西殺來，齊克讓的一萬多人在潼關外連飯都吃不飽，我今率二千餘人前往潼關，沒有見到爲我們調撥糧餉，希望陛下趕快調集諸道精兵增援。”唐僖宗敷衍他說：“將軍先行一步，朕隨後調援兵將至。”
十一月二十七日，張承範率軍趕到華州。華州刺史裴虔餘因剛調到宣州任職，羣龍無首，軍民全都逃到華山中，城內空空蕩蕩。華州糧倉中只剩下千餘斛大米，張承範讓軍士們把這些糧食帶上，但其實只夠三天的糧食。
潼關位於陝西渭南市潼關縣北，北臨黃河，南踞山腰，是關中的東大門，歷來爲兵家必爭之地。潼關設於東漢末年，當時關城建在黃土塬上，隋代往南移數裡，唐朝武則天時北遷至塬下，形成今日潼關城舊址。
由於潼關的地位重要，十二月初一，張承範率軍趕到潼關，但這裡已經沒百姓，他們都逃走了。官軍在附近搜尋到一百多個村民做苦力，官軍緊急作守城的準備。
此時，張承範、齊克讓的官軍都已斷糧，黃巢的前鋒已經到達潼關城下，齊克讓率軍出戰，農民軍的前鋒人數較少，稍微退卻，但接着黃巢率大軍趕到，聲震黃河。
齊克讓率官軍接戰，兩軍打了幾個小時才停戰，官軍們餓着肚子，最後燒燬營寨，潰散而逃。
潼關旁邊有山谷稱爲“禁坑”，平時禁止行人在谷中往來，潰散的官軍逃入禁坑，在灌木叢中踏出一條後撤的道路。
齊克讓跑了，但張承範剛到不敢逃走。他一面佈置防守，一面派人上表向朝廷告急求救。
他的表文是這樣寫的：“我率軍離開長安已經六天，沒有得到一個援兵，也沒看見軍餉。我到潼關時，草賊已在潼關之外，我帶二千餘人抗拒六十萬敵衆。關外的齊克讓軍隊已潰散逃走，我忠心在這裡守護潼關，聽說陛下要西巡至蜀中，放棄長安將會給唐朝帶來滅頂之災。希望陛下與大臣們緊急派兵來救援潼關，如果潼關能守，我即使戰死了也比哥舒翰忠勇。”
第二天，黃巢的軍隊猛攻潼關，張承範拼死抵抗，關城上官軍的弓箭都用完了，仍然用石頭往下砸。農民軍把關外的壕溝用土填平，直接來到關下，放火燒燬關樓。張承範分出八百軍士交給王師會帶領，令他守住“禁坑”這個通道，但當王師會率軍趕到禁坑時，黃巢的一部分軍隊已經從這裡通過。
到了初三早晨，尚讓、林言率軍由禁谷迂迴到關後，前後夾攻潼關，關上守軍全部潰散，王師會也自殺。
張承範換上便服，率領殘餘軍士往長安方向逃跑，路上遇到二千名援兵，得知潼關已失守，就都退走了。