燕王自大宁返回后，于郑灞大破李景隆军，朱允炆被迫罢兵，兵部尚书齐泰、太常寺卿黄子澄职，以缓燕师。建文二年四月，双方又战于白沟河，李景隆再次战败，燕师乘胜围攻济南。
山东参政铁铉固守济南，以逸待劳，燕师久攻不下，败还。九月，朝廷升铉为山东布政使，改命盛庸代李景隆。十二月，盛庸率师与燕军会战于东昌（今山东聊城），燕师大败，主将张玉战死。
建文帝于三年复齐、黄职位。二月，燕师再度南下。三月，败盛庸于滹沱河，再败吴杰等于藁城。朱允炆以放逐齐、黄为名，使其外出募师勤王。
朱棣虽多胜，但损失颇重，而朝廷军源颇广，燕军于河北、山东一带所攻下的城邑，兵回后又为朝廷兵所据。
同年底，有内臣自京师告密，朱棣知南京空虚可图，决计改变战略，于四年正月率师南下。
双方交战与安徽淝河，南军大败；燕军连破何福、平安师，五月克泗州、扬州。
建文帝遣庆成郡主至燕师，乞割地求和，燕王不许。六月，江防都督陈瑄以舟师降燕，燕师渡江，下镇江，直逼南京。
谷王朱橞与李景隆开金川门投降。在叛乱起初，燕王尚不占兵力上的优势。他的军队只有十万人；除了他的封地北平之外他也没有能够控制任何其他领土。
南京的建文朝廷有一支三倍于燕王军队的常备军，拥有全国的经济，并且已经废除了几个藩国。
但燕王的领导能力、高素质的军队却非朝廷军队可比。随着战争时间的延长，朝廷指挥不当、兵力孱弱、内部松懈的缺点严重影响了战局。直至节节败退，许多将领投降了燕王。
朝廷曾从朝鲜输入许多战马，想以此增强它的战斗力，因为朝鲜国王李芳远公开表示支持朱允炆打燕王。但是这些办法最终未能影响一败涂地的战争结局。
燕兵进京，在燕王军队抵达后的一场混战中，南京城内的皇宫大院起了火。
当火势扑灭后在灰烬中发现了几具烧焦了的残骸，已经不能辨认，据太监说它们是皇帝、皇后和他的长子朱文奎的尸体，谁也不能肯定他是否真的被烧死了；后来对他的帝业抱同情心的历史学家们都说他乔装成和尚逃离南京。
当时官方的记载当然只能说皇帝及其长子已死于难中；否则，燕王就不可能名正言顺地称帝了。
朱允炆最后的真正命运仍然是一个谜，成为一件悬案。每个以军事力量推翻上一代皇帝下位的皇帝在建朝初期都会用一些残忍的手段来打压民众，企图用残暴那封住流言蜚语，而朱棣在这一点发挥的淋漓尽致。
朱棣登位后，将忠于建文的诸臣剥皮的剥皮，下油锅的下油锅，把他们的女眷罚到教坊司当官妓，实行残酷的“转营”，即轮流送到军营中去，一个女子每一日一夜要受二十余男子的*，情况还要经常报告朱棣，有被摧残至死的，朱棣就下圣谕将尸体喂狗吃了，而后来更有“活剐三千宫女”的传言，残暴可见一斑。
朱棣攻下南京后，在拒绝了他的支持者们反复几天的劝进之后，于（1402）年7月17日即皇帝位，但不是继承朱允炆的帝位，而是继承明太祖朱元璋的帝位（废除建文年号，建文四年改称洪武三十五年）。
下令大力搜索齐泰、黄子澄等建文朝臣五十余人，朱棣还令尽复建文帝所改的一切太祖皇帝制定的成法和官制，以表明其起兵目的在于恢复祖训。
朱棣十分重视经营北方，加之自己兴起于北平，永乐七年（1409）年，明成祖开始了营建北京天寿山长陵，以示立足北方的决心。
与此同时，争取与蒙古族建立友好关系。鞑靼、瓦剌各部先后接受明政府封号。
永乐八年（1410）年至年（1424年），这二十二年期间朱棣亲自率兵五次北征，巩固了北部边防。永乐四年（1406）年开工修建北京宫殿也就是紫禁城，耗时十四年竣工，永乐十九年（1421年）正式迁都北京。
朱棣建国之初虽残暴无比，但之后执掌朝政，却表现的异常英明，他完善了文官制度，在朝廷中逐渐形成了后来内阁制度的雏形。
永乐初开始设置内阁，选资历较浅的官僚入阁参与机务，解决了废罢中书省后行政机构的空缺。
朱棣重视监察机构的作用，设立分遣御史巡按天下的制度，鼓励官吏互相讦告。
他善利用宦官出使、专征、监军、分镇、刺臣民隐事。同时，提出“为治之道在宽猛适中”的原则。
他利用科举制及编修书籍等笼络地主、士人，宣扬儒家思想以改变明初过事佛、道教之风，选择官吏力求因才而用，为当时政治、经济、军事、文化等方面的发展奠定了思想和组织基础。
朱棣为了稳定北疆，先后五次远征蒙古。永乐二十二年（1424）年，朱棣死于北征回师途中的榆木川（今内蒙古乌珠穆沁），葬于长陵，庙号太宗，明世宗嘉靖时改为明成祖。谥号启天弘道高明肇运圣武神功纯仁至孝文皇帝，简称文皇帝。
朱棣是中华千年历史封建王朝中唯一用藩王身份谋反成功的人，所谓“一将功成万骨枯”他手中虽然渲染了无数的鲜血，但其功绩在当代之中是不可为其抹灭的，其中最有名的便是仍留至今的北京，故宫。
明朝自太祖（1368）年打下天下坐上皇位传至昭宗（1662）年止，坐拥江
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