翌年，再出兵南下，以肘腋未清，顾虑根本，还师。
建文三年二月，复帅师南下。三月，与盛庸遇于夹河，河北武邑县南，漳水分流也。谭渊战死，朱能、张武殊死斗，庸军少却。………复战，自辰至未，两军相胜负，东北风忽起，尘埃蔽天，燕兵大呼，乘风纵击，庸大败，走德州。（《明史》卷五《成祖纪》一）
燕师出大名，安与庸及吴杰等，分兵扰其饷道，燕王患之。……燕王亦决计南下，遣李远等潜走沛县，焚粮舟，掠彰德。……时安在真定，度北平空虚，帅万骑直走北平，至平村，去城五十里而军。燕王惧，遣刘江等驰还救，安战不利，引还。时大同守将房昭，引兵入紫荆关，据易州西水寨以窥北平。……建文三年八月，燕兵北归，安及燕将李彬战于杨村，败之。（《明史》卷一四四《平安传》）
燕王两次大举，俱无功而还，最后乃悉锐以行，淝河一战，王师不振，燕王遂破金陵，登大位。
当是时，王称兵三年矣，亲战阵，冒矢石，以身先士卒，常乘胜逐北，然亦屡濒于危，所克城邑，兵去旋复为朝廷守，仅据有北平、保定、永平三府而已。无何，中官被黜者来奔，具言京师空虚可取状，王乃慨然曰：“频年用兵，何时已乎？要当临江一决，不复返顾矣。”建文三年十二月丙寅，复出师。四年1402年。春正月乙未，由馆陶渡河，癸丑，徇徐州。三月壬辰，平安以四万骑蹑王军，王设伏淝河，大败之。……四月，……何福等营灵璧，燕遮其饷道，平安分兵六万人护之。已卯，王帅精锐横击，断其军为二，何福空壁来援，王军少却，高煦伏兵起，福败走。辛已，进薄其垒，破之，生擒平安、陈晖等三十七人，何福走免。五月己丑，下泗州，……盛庸扼淮南岸，朱能、邱福潜济，袭走之，遂克盱眙，……徇扬州，驻军江北。天子遣庆成郡主成祖从姊。至军中，许割地以和，不听。六月癸丑，江防都督佥事陈瑄，以舟师叛附于王。……自瓜洲渡，盛庸以海艘迎战，败绩。戊午，下镇江，庚申，次龙潭。……至金川门，谷王橞、李景隆等，开门纳王，都城遂陷。王……大索齐泰、黄子澄、方孝孺等五十余人，榜其姓名曰奸臣。丙寅，诸王群臣，上表劝进，……即皇帝位，……杀齐泰、黄子澄、方孝孺，并夷其族，坐奸党死者甚众。（《明史》卷五《成祖纪》一）