以巢、蔡合从，凶锋尚炽，请武皇共力讨贼。
中和四年春，武皇率蕃汉之师五万，自泽、潞将下天井关；河阳节度使诸葛爽辞以河桥不完，乃屯兵于万善。数日。移军自河中南渡，趋汝、洛。四月，武皇合徐、汴之师破尚让于太康，斩获万计，进攻贼于西华，贼将黄鄴弃营而遁。是夜大雨，巢营中惊乱，乃弃西华之垒，退营陈州北故阳里。五月癸亥，大雨震电，平地水深数尺，贼营为水所漂而溃。戊辰，武皇引军营于中牟，大破贼于王满渡。庚午，巢贼大至，济汴而北。是夜，复大雨，贼党惊溃。武皇营于郑州，贼众分寇汴境。武皇渡汴，遇贼将渡而南，半济击之，大败之，临阵斩贼将李周、王济安、阳景彪等。是夜，贼大败，残众保于胙县、冤句。大军蹑之，黄巢乃携妻子兄弟千余人东走，武皇追贼至于曹州。
是月，班师过汴，汴帅迎劳于封禅寺，请武皇休于府第，乃以从官三百人及监军使陈景思馆于上源驿。是夜，张乐陈宴席，汴帅自佐飨，出珍币侑劝。武皇酒酣，戏诸侍妓，与汴帅握手，叙破贼事以为乐。汴帅素忌武皇，乃与其将杨彦洪密谋窃发，彦洪于巷陌连车树栅，以扼奔窜之路。时武皇之从官皆醉，俄而伏兵窜发，来攻传舍。武皇方大醉，噪声动地，从官十余人捍贼。侍人郭景铢灭烛扶武皇，以茵幕裹之，匿于床下，以水洒面，徐曰：“汴帅谋害司空！”武皇方张目而起，引弓抗贼。有顷，烟火四合，复大雨震电，武皇得从者薛铁山、贺回鹘等数人而去。雨水如澍，不辨人物，随电光登尉氏门，缒城而出，得还本营。监军陈景思、大将史敬思并遇害。武皇既还营，与刘夫人相向恸哭。诘旦，欲勒军攻汴，夫人曰：“司空比为国家讨贼，赴东诸侯之急，虽汴人谋害，自有朝廷论列。若反戈攻城，则曲在我也，人得以为辞。”乃收军而去，驰檄于汴帅。汴帅报曰：“窃发之夜，非仆本心，是朝廷遣天使与牙将杨彦洪同谋也。”武皇自武牢关西趋蒲、陕而旋。秋七月，至太原。武皇自以累立大功，为汴帅怨图，陷没诸将，乃上章申理。及武皇表至，朝廷大恐，遣内臣宣谕，寻加守太傅、同平章事、陇西郡王。
光启元年三月，幽州李可举、镇州王景崇连兵寇定州，节度使王处存求援于武皇；武皇遣大将康君立、安老、薛可、郭啜率兵赴之。五月，镇人攻无极，武皇亲领兵救之。镇人退保新城，武皇攻之，斩首万余级，获马千匹。王处存亦败燕军于易州。
十一月，河中王重荣遣使来乞师，且言邠州朱玫、凤翔李符将加兵于己。初，武皇与汴人构怨，前后八表，请削夺汴帅官爵，自以本军进讨。天子累遣内臣杨复恭宣旨，令且全大体，武皇不时奉诏，天子颇右汴帅。时观军容使田令孜君侧擅权，恶王重荣与武皇胶固，将离其势，乃移重荣于定州。重荣告于武皇，武皇上章言：“李符、朱玫挟邪忌正，党庇朱温。臣已点检蕃汉军五万，取来年渡河，先斩朱玫、李符，然后平荡朱温。”《新唐书王重荣传》：诏克用将兵援河中，重荣贻克用书，且言：“奉密诏，须公到，使我图公，此令孜、朱全忠、朱玫之惑上也。”因示伪诏。克用方与全忠有隙，信之，请讨全忠及玫。天子览表，遣使譬喻百端，轺传相望。既而朱玫引邠、凤之师攻河中，王重荣出师拒战。朱玫军于沙苑，对垒月余。十二月，武皇引军渡河，与朱玫决战，玫大败，收军夜遁，入于京师。时京城大骇。天子幸凤翔，武皇退军于河中。
光启二年正月，僖宗驻跸于宝鸡，武皇自河中遣使上章，请车驾还京，且言大军止诛凶党。时田令孜请僖宗南幸兴元，武皇遂班师。朱玫于凤翔立嗣襄王煴为帝，以伪诏赐武皇，武皇燔之，械其使，驰檄诸方镇，遣使奉表于行在。九月，武皇遣昭义节度使李克修讨孟方立于邢州，大败方立之众于焦岗，斩首数千级。以大将安金俊为邢州刺史，以抚其降人。十月，进攻邢州，邢人出战，又败之。盂方立求援于镇州，镇人出兵三万以援方立，克修班师。
光启三年六月，河中节度使王重荣为部将常行儒所杀，武皇表重荣兄重盈为帅。七月，武皇以安金俊为泽州刺史。时张全义自河阳据泽州，及李罕之收复河阳，召全义令守洛阳，全义乃弃泽州而去，故以金俊守之。
文德元年二月，僖宗自兴元还京。三月，僖宗崩，昭宗即位，以武皇为开府仪同三司、检校太师、兼侍中、陇西郡王，食邑七千户，食实封二百户。河南尹张全义潜兵夜袭李罕之于河阳，城陷，举族为全义所掳；罕之逾垣获免，遂来归于武皇。遣李存孝、薛阿檀、史俨兒、安金俊、安休休将七千骑送罕之至河阳。汴将丁会、牛存节、葛从周将兵赴援，李存孝率精骑逆战于温县。汴人既扼太行之路，存孝殿军而退。骑将安休休以战不利，奔于蔡。武皇以罕之为泽州刺史，遥领河阳节度使。十月，邢州孟方立遣大将奚忠信将兵三万寇辽州，武皇大破之，斩首万级，生擒奚忠信。
龙纪元年五月，遣李罕之、李存孝攻邢州。六月，下磁州。邢将马溉率兵数万来拒战，罕之败之于琉璃陂，生擒马溉，徇于城下。孟方立恚恨，饮鸩而死。三军立其侄迁为留后，使求援于汴。汴将王虔裕