Lúc này đội ngũ nghĩa quân đã phát triển đến mấy chục nghìn người, các thủ lĩnh nhất trí bầu Hoàng Sào làm Vương, xưng hiệu "Xung thiên đại tướng quân". Nghĩa quân dần dần tiến tới áp sát Đông Đô Lạc Dương, khi thấy tuyến phòng thủ ở Giang Hoài sơ hở, Hoàng Sào thừa cơ tiến xuống phía nam, bắt đầu một cuộc vạn lý trường chinh đi khắp nửa đất nước Trung Quốc.

Năm 878 công nguyên, nghĩa quân Hoàng Sào xuất phát từ Bộc Dương tiến vào miền trung Hà Nam, chĩa thẳng mũi nhọn vào Lạc Dương, Triều đình vội điều binh chi viện thì Hoàng Sào đã nhân sơ hở này tiến về Giang Hoài, vượt qua sông Trường Giang, quét sạch toàn cõi Giang Tây. Sau đó, Hoàng Sào dẫn quân xuống đánh chiếm Việt Châu và Phúc Châu. Mùa xuân năm 879 đánh chiếm Quảng Châu, sau đó lại chia quân đánh chiếm Quế Lâm, kiểm soát toàn bộ khu vực Lãnh Nam. Lần nam chinh này đã chứng tỏ đầy đủ sức mạnh to lớn của chiến tranh nông dân. Đến năm Quảng Minh thứ nhất, quân Hoàng Sào vượt qua Ngũ Lĩnh, từ Hồ Tương đánh đến Giang Chiết, ép sát Quảng Lăng, các thành trấn nơi nghĩa quân đi qua đều lần lượt đầu hàng. Đại quân Hoàng Sào vượt qua sông Hoài đi lên hướng bắc đánh chiếm Lạc Dương.

Nghĩa quân Hoàng Sào tiếp tục tây tiến chiếm được Thiểm Châu, Quắc Châu và ép sát Đồng Quan, trận công kiên Đồng Quan là một trận đánh then chốt để dọn đường đánh chiếm Tràng An và làm lung lay chính quyền phản động triều nhà Đường. Cuối cùng, toàn tuyến quan quân nhà Đường bị tan vỡ, vua Đường Hy Tông ra Khai Viễn Môn chạy trốn xuống phía nam đến Lạc Cốc, tể tướng Lư Tiệp tự sát, các văn võ bá quan không kịp chạy trốn đều kéo nhau đến Bá Thượng xin đầu hàng Hoàng Sào. Nghĩa quân tiến vào Tràng An được nhân dân nhiệt liệt tiếp đón. Năm 881, Hoàng Sào lên ngôi Hoàng Đế tại điện Hàm Nguyên Tràng An, đổi quốc hiệu Đại Tề.