投身草军
乾符二年（875年）六月，王仙芝等攻陷濮州（今河南范县）、曹州，并击败了镇压的官军。黄巢生性喜欢动乱，就与子侄黄存、黄揆、黄邺及外甥林言等八人聚众数千人，响应王仙芝，草军声势日益浩大。四方苦于苛征暴敛的百姓，及散居民间的庞勋旧部，争先投奔义军，“数月之间，众至数万”。攻郓州，袭沂州。

到十一月，农民起义军攻掠十余个州，至于淮南，多的有一千多人，少的几百人，[5]左金吾卫上将军齐克让为泰宁军节度使，率军讨伐王仙芝。王仙芝害怕了，率军转战陈、许、襄、邓，不分老幼，全部裹挟而走，号称有三十万兵马。唐廷见王仙芝起义声势浩大，立即诏令淮南、忠武、宣武、义成、天平军五节度使进击草军，任命平卢节度使宋威为诸道行营招讨草贼使，特赐禁军3000，甲骑500，并命河南诸藩镇所遣各军均由宋威指挥。王仙芝与黄巢采取了避实就虚的流动战术，率军进围沂州。

转战中原
乾符三年（876年）七月，宋威同王仙芝义军战于沂州城下。大败之。宋威上奏王仙芝已死，就遣散了诸道兵马。王仙芝、黄巢利用有利时机，经短暂休整，于八月进河南，迅速攻占阳翟（今河南禹县）、郏城（今河南郏县）等八县之地。朝廷用王铎代替宋威担任诸道行营招讨草贼使。以左散骑常侍曾元裕为招讨副使，镇守洛阳。令山南东道节度使李福选步骑2000北上汝州（今河南汝州市）、邓州（今河南邓州市），扼守要道，凤翔节度使令狐绚和邠宁节度使李侃选步兵1000、骑兵500进驻陕州（今河南陕县）、潼关（今陕西潼关），企图阻止王仙芝西进，并进而聚歼义军。
王仙芝遂率领义军猛攻汝州城，全歼官军，占领汝州，杀死唐将董汉勋、刑部侍郎刘承雍、生擒刺史王镣。东都大震，百官出奔。唐僖宗下诏赦免王仙芝罪，收买王仙芝。王仙芝乘胜北上攻占阳武（今河南原阳），在围攻郑州时，与昭义军节度监军雷殷符战于中牟（今河南鹤壁西），战败后义军蚁聚在邓、汝之间。

关东各州县，大多畏惧草贼，都坚守城池，因此草贼纵兵四略，王仙芝率一部义军南下，十月攻打唐州（今河南唐河）、邓州；十一月继续南进，一举攻占郢州（今湖北京山）、复州（今湖北沔阳）；十二月攻随州（今湖北随县）。所过之处大肆烧杀抢掠，路上几乎没有活人。另一支义军东进淮南，进入申州（今河南信阳）、光州（今河南潢川），又攻打隋州，抓获了刺史，以安州为据点，分奇兵包围舒州，攻打庐、寿、光等州。转向东南挺进安州（今湖北安陆）、黄州（今湖北黄冈）。逼近扬州，声震淮南。半年时间里，义军在江淮河汉之间广大地区流动作战，打得官军顾此失彼，迅速发展到30万人。
宋威老迈昏庸，不能打仗，就私下与曾元裕商量道：“当初庞勋被灭，康承训就获罪。我们如果成功剿灭草贼，能免祸吗？不如留下草贼，让天子担忧，这样我们也会成为功臣。”因此，等贼兵一走，宋威就立即撤军。皇帝也知道了这件事，就以忠武军节度使崔安潜为行营都统，以前任鸿胪卿李琢代替宋威，以右威卫上将军张自勉代替曾元裕。

王黄分裂
草贼出入蕲州、黄州，蕲州刺史裴渥不能抵抗，答应为王仙芝上表求官。双方相约罢兵。王仙芝与黄巢等就与渥一同赴宴。不久，唐僖宗封王仙芝为“左神策军押牙”，王仙芝思想有了动摇，欲放弃斗争，接受唐的官职。
黄巢恨朝廷没有赏赐自己，就斥责王仙芝说：“曾共同立下誓言，横扫天下，现在只有从官员到左军，让这五千多人回到哪里去呢！”[7]这时群情激愤，责骂不已，怒不可遏的黄巢出拳击打王仙芝。因遭到黄巢的责骂，义军强烈反对，王仙芝才勉强拒绝降唐。并劫掠州中兵丁，裴渥、使者都逃跑了。冲突之后，王仙芝与黄巢分兵作战：尚君长入陈、蔡；黄巢向北进发，北掠齐、鲁，与王仙芝分道扬镳[8]。这严重削弱了义军实力。
乾符四年（877年）二月，黄巢率军攻陷郓州（治今山东郓城），杀天平军节度使薛崇。三月，又攻陷沂州，人数达到数万人，黄巢虽连下二州，但仍是孤军作战，势单力薄。这时王仙芝部将尚让屯兵嵖岈山（今河南遂平西），黄巢便与尚让会合，共保嵖岈山

当时票帅柳彦璋又攻打江州，抓住了刺史陶祥。黄巢与王仙芝再次合兵，不久，即进攻宋州（治今河南商丘南）。正好招讨副使张自勉领兵赶到，斩杀了二千名草贼。
王仙芝于是率原班人马南下，度过汉水，攻打荆南。荆南节度使杨知温入城坚守，贼兵纵火焚烧城墙，杨知温坚守不出，朝廷下诏让高骈代替他。骈用一万五千名蜀兵自己带粮，希望三十日可以赶到，但城池已经失守了，杨知温逃走了，草贼不能守城。于是下诏让左武卫将军刘秉仁做江州刺史，勒兵乘船进入贼兵的营栅，贼兵十分惊骇，争相投降，柳彦璋被斩杀。
黄巢率本部人马在蕲、黄一带迂回作战，攻打和州，却没有攻克。由于作战失利，不得不北返中原，连下匡城（河南封丘东北）、濮州。[9]仙芝包围了洪州，并攻了下来，就让徐唐莒来驻守。又攻占了朗州、岳州，并包围了潭州，但被湖南观察使崔瑾击退了。就转战浙西，骚扰宣州、润州，没有能成功，就率本部人马留在江西，让别部回河南。
帝诏让崔安潜回忠武去，重新起用宋威、曾元裕，做招讨使，让杨复光监军。复光派人招降草贼。王仙芝派遣蔡温球、楚彦威、尚君长来谈判，向宋威要求做节度使。宋威假装答应他。上书说“与君长战，禽之”。最后斩君长等于狗脊岭。仙芝大怒，攻打洪州。宋威亲自率兵去救，在黄梅打败了王仙芝，斩首五万多人，还擒杀了王仙芝，传首京师

自立为王
王仙芝死后，余众一部分南下，活动于江浙一带；另一部分则由尚让率领北上，与黄巢会师于亳州。众将推黄巢为黄王，号称“冲天大将军”，改元王霸，并设官分职，驱河南、山南之民十馀万劫掠淮南。

曾元裕在申州击败草贼，死者数万人。皇帝因为宋威讨贼无功，让曾元裕代替他做招讨使，张自勉为副使。黄巢率军袭破了沂、濮二州曾元裕在荆、襄，援兵被阻隔，朝廷任命张自勉伟东北面行营招讨使，督兵进剿农民军。黄巢欲进兵襄邑、雍丘，为滑州节度使李峄所阻。
乾符五年（878年）三月，巢攻打叶城、阳翟，欲进攻东都，左神武大将军刘景仁率兵五千援东都，朝廷诏命河阳兵千人开赴东都，与宣武、昭义兵守卫宫阙。河阳节度使郑延休率兵三千驻守河阴。黄巢军进攻汴（今河南开封）、宋（治今河南商丘）二州，为东南面行营招讨使张自勉所阻，转攻卫南（今河南滑县东北）、叶（河南叶县）、阳翟（河南禹县）等地，朝廷征调义成军节度使的三千人守卫东都附近的伊阙、武牢等地，河南一时势壮。

降而复叛
黄巢在江西的兵马，被镇海军节度使高骈剿灭；进攻新郑、郏城、襄城、阳翟的兵马，被崔安潜打退；在浙西的，被浙西节度使裴璩攻击，死者甚众。黄巢十分沮丧，乃拜见天平军乞降，诏命黄巢为右卫将军。
黄巢估量藩镇不一，不足制己，又反叛。八月，黄巢军进攻宣州，高骈派遣大将张潾、梁缵在南陵攻打草贼，打败了他们，草军秦彦、毕师铎等纷纷投降。于是草军又进入浙东，抓获越州观察使崔璆。黄巢带兵越过江西，与旧部王重隐相呼应，攻破虔、吉、饶、信等州。
乾符五年（878年）十二月，农民军经婺州至衢州，又劈山开路，打通了到建州（今福建建瓯）的七百里山路。进入福州（今属福建）。观察使韦岫战不胜，弃城逃跑，农民军进入了福建。农民军进入福建后烧官府、杀官吏。焚烧室庐，杀人如麻。时六年三月也。
当初，军中盛传：“遇到儒者就杀，军队必定覆灭。”黄巢进入福建后，但凡俘虏自称为儒者的皆释而不问。当草军经过崇文馆校书郎黄璞门前时即下令说：“这是读书人家，灭掉火把，不要焚烧”寻找隐士周朴，找到后，问他：“能从我乎？”周朴回答道：“我尚不仕天子，安能从贼？”黄巢一怒之下斩杀了周朴。当时福建诸州都失陷可，朝廷下诏高骈为诸道行营都统来抵御草贼。

挺进岭南
乾符六年（879年）九月，黄巢翻越五岭，攻陷桂管，兵围广州，却并没有立即攻城。反而托被俘虏了的越州观察使崔璆写信给困守在广州城内的岭南东道节度使李迢。让李迢向朝廷上书，求表为天平军节度使。宰相郑畋与枢密使杨复恭奏，欲请授同正员将军。宰相卢携、宦官田令孜执意不可。黄巢又请求任安南都护、广州节度使。亦不允。右仆射于琮议：“南海市舶利不罚，贼得到更富，而国家财用屈。”[12]乃拜巢率府率。请授率府率，如果黄巢不接受，就让高骈去讨伐他。黄巢见到诏书后，大骂执政。急攻广州，仅一天，即破城，生擒李迢，自称“义军百万都统”，并发布檄文，斥责朝廷宦官柄朝，污垢败坏纲纪，指他们和宫中人贿赂勾结情况，选贡不当，禁止刺史殖财产，县令贪赃的家族，他们当时很疲惫。[13]
宰相王铎毛遂自荐请求讨伐黄巢，天子于是任命王铎为荆南节度使、南面行营招讨都统，率诸道兵进讨。王铎屯兵在江陵，请求任命泰宁军节度使李系为招讨副使、湖南观察使，作为先锋屯兵潭州。
黄巢军已转战各地多年，这次占领广州，“欲据南海之地，永为巢穴”，作为反抗唐朝统治的根据地。但在这一年，从春至夏，疫病大为流行，不少义军将士染上了疫病，死者十三四，部下“劝请北归，以图大利”[14]。黄巢见在广州难以持久，于是决定杀回中原地区。同年十月，黄巢率军离开广州，向西北进发，攻取了桂州（广西桂林），控制了岭南全境。

回转荆浙
广明元年（880年），恰遇湘江水暴涨，义军便乘数十只大木筏顺流而下，沿着湘江，穿过永州、衡州，攻占了潭州（治今湖南长沙）。李系败走朗州。十万大军尽皆被杀，尸体遮蔽了宽阔的湘江。之后，尚让乘胜进攻江陵，号称五十万。江陵之前被王仙芝攻破过，焚烧屋舍，百姓都逃窜到了山谷之中。不久，李系的败讯传来，荆南节度使王铎见义军声势浩大，诸道兵又未赶到，以为江陵兵少难以固守，便退守襄阳。官军乘乱纵掠，恰逢下雪，百姓死伤甚多。黄巢占据了荆南，胁迫前岭南东道节度使李迢上书天子。李迢说道：“吾腕可断，表不可为。”黄巢大怒，杀了他。
尚让攻克了江陵后即与黄巢合兵进攻襄阳，恰逢江西招讨使曹全晸与山南东道节度使刘巨容坚守荆门，让沙陀人把坐骑赶到黄巢军营前，然后逃跑。但在荆门中了埋伏，被官军击败，损失甚大。

贼军认为他们胆怯。第二天，诸将骑着这些马出来作战，这些马听得懂沙陀语，一喊，就跑了回去，不能阻挡。官兵埋伏在林中，等马一跑进林中。大败之，抓获贼首十二人。黄巢害怕了，渡江东走，追击贼军，俘虏了十分之八。有人劝刘巨容继续追，刘巨容答道：“国家多辜负别人，危险不吝啬奖赏，事情平定就得罪，不如留下贼希望今后的幸福。”[15]因此没有追击黄巢收集余众，稍加休整遂渡过长江进攻鄂州（治今湖北武汉），攻破了外城。之后，又转而进攻饶、信、池、宣、歙、杭等十五州。这时黄巢军又得以发展，“众至二十万”[16]。
黄巢在江浙一带的胜利进军再次震撼了唐廷，唐僖宗一面任命淮南节度使高骈为诸道行营都统，命他迅速进攻义军，同时征调昭义、感化、义武诸道兵南下，与高骈协力作战。
广明元年（880年）三月，高骈遣其将张璘渡江南下，黄巢军连战失利，退守饶州（治今江西鄱阳）。张璘又乘胜进军，五月，黄巢又退守信州（治今江西上饶）。这时北方诸道军已兵临淮南，张璘又率兵追击甚急，而信州又恰遇疫病流行，义军士卒多死，元气大伤。

在义军处境十分危急的时刻，黄巢巧施缓兵之计：一方面用重金贿赂张璘，使其减慢进军；另一方面又致书高骈，表示“投降”。高骈中了黄巢圈套，以为大功告成，遂上奏朝廷，声称义军“不日当平，不烦诸道兵，请悉遣归”。
当黄巢获悉诸道兵已经北渡淮河，散归其镇，而且义军也恢复了作战能力，即抓住时机，一举杀死张璘，大败淮南兵，并乘胜攻占了睦州（治今浙江建德）、婺州（治今浙江金华）又攻占了宣州。
刘汉宏进攻宋州，抢掠申、光，来与黄巢会合，黄巢进逼广陵，渡过采石，进攻扬州。高骈按兵不出，所过镇戍，望风降贼。
朝廷本对高骈寄以厚望，这时见高骈告急，顿时慌了手脚，急忙下诏泰宁军节度使齐克让驻守汝州，任命曹全晸为天平节度使兼东面副都统。贼军当时驻守在滁州、和州，曹全晸的天平兵在淮上被打败。
宰相豆卢瑑建议：“救援军队未到，请给黄巢天平节度使，如果没有找到西，以精锐部队戍守宣武帝，塞你、郑路，寇贼首领可以导致了。”[17]卢携执不可，请“召诸道兵壁泗上，以宣武节度统之，则巢且还寇东南，徘徊山浙，救死而已”。诏可。前此已诏天下兵驻守溵水，禁止贼向北去。
于是徐州的三千兵马驻扎在许州，忠武军节度使薛能让徐州的三千兵马在馆驿中住下，结果徐州军闹事，忠武军部将周岌从溵水还军，杀了薛能，自称留后。徐军听闻变乱，大将时溥亦返回徐州，囚禁了其节度使支详。泰宁军节度使齐克让吓怕了，就引军回兖州了，溵水防线崩溃。

攻占洛阳
九月，义军渡过淮河。黄巢自称“率土大将军”，队伍从淮河以北整军而去，不抢劫财物，只有驱赶壮丁为兵罢了[19]。义军攻陷申州（治今河南信阳）之后，长驱进入颍、宋、徐、兖等州，所到之处，官吏四处逃散。
义军北渡淮河时，宰相豆卢瑑曾议请授黄巢为天平节度使，待其到镇时再发兵除掉他。另一宰相卢携执意不从，认为只要发兵守住泗州，义军不能入关，必还掠江、淮，便无能为力。不久义军北上，淮北告急，卢携遂惶愧称病不出，京师也充满了恐怖气氛。
十一月，义军进入汝州（治今河南汝州市），黄巢传檄官军说：“你们要守堡垒，不要犯我先锋！我将进入东都，就到京城，自己想问罪，很多人没有参与。”[20]这时朝廷乱作一团，有人主张调发关内诸镇兵扼守潼关，大宦官田令孜还自请率两神策军弓弩手去守关；有人则认为义军拥有六十万之众，潼关又无重兵，难以坚守。但僖宗还是决定让田令孜率兵东守潼关。十一月十七日，黄巢大军进抵洛阳城下，唐将齐克让退守潼关，东都留守刘允章则率分司官出城迎接黄巢入城[21]。义军纪律严明，只是“供顿而去，坊市晏然”。

进攻长安
黄巢军进占洛阳不几日，即向关中挺进，继续攻打陕州、虢州，并警告拒守潼关的官军说：“我道淮南，把高骈像老鼠跑穴，你不要拒绝我”[22]河中节度使李都诈进表于贼。