沙陀的李克用雖然沒有率軍前來，但長安四周的官軍實力並不弱，在鄭畋的安排下，官軍基本完成對長安城的合圍。
唐弘夫率軍駐紮於渭北，王重榮率軍屯駐沙苑，王處存駐軍在渭橋，拓跋思恭駐軍在武功縣，鄭畋統率大軍進駐周至縣，四面圍住長安。
在咸陽，涇原節度使程宗楚、朔方節度使唐弘夫與農民軍交戰，打敗了一支農民軍。
黃巢當上皇帝才四個月，龍椅就開始晃動了，他也是心急如焚，就兩個字“頭大”。
唉，“頭大”不是事，“心大”纔是罪。龍榻之旁皆猛虎，爾輩豈敢安然睡？
黃巢爲了衝破官軍的合圍，與文臣武將商量來商量去，也商量不出所以然來。黃巢心想，我好漢不吃眼前虧，三十六計走爲上，留得青山在不怕沒柴燒，何不效仿一回諸葛亮？
黃巢召集大家，如此這般，這般如此，佈置一番……。
881年四月初五，天剛亮，長安城內已熱鬧嘈雜。農民軍馬隊在前，步兵在後，各主將分領各營兵馬，從長安城東門疾馳而出。不到半天時間，十五萬大軍都從長安城撤出。
城外唐弘夫、程宗楚的官兵早已得知消息，“草賊逃走了，黃巢從長安逃走了！”軍營裡一片歡呼。
靠近長安城比較近的涇原節度使程宗楚，趁着龍尾坡大捷的餘威，首先率軍進入長安城的延秋門，朔方節度使唐弘夫緊接着率軍趕到，官軍發現，長安其實就剩一座空城，沒有了農民軍。當天晚上，義武節度使王處存也率五千人進入長安。
入城的官兵沒把長安當作是唐朝的都城，只當作農民軍的大本營，他們進入居民私宅搶奪財物，進入宮殿和官員府中燒殺劫掠，長安城內再次混亂，一些農民軍家屬也被殺害。
本來，城內的百姓也不喜歡黃巢的軍隊，當官軍剛開始進來時，百姓還夾道歡迎，甚至還幫着引路。現在看見官軍比農民軍還兇狠，百姓大失所望，一些地痞無賴也趁機渾水摸魚，參與搶劫。
先入城的程宗楚、唐弘夫想獨吞功勞，沒有把黃巢軍撤退的消息及時告訴總指揮鄭畋和夏綏節度使拓跋思恭，只顧着在城內搶劫財物，掠奪民女妓妾。
但黃巢率的軍隊走的並不遠，他們露宿於霸上，並派人前往城內打探消息。當得知城內非常混亂的情況後，黃巢果斷命令各軍分別從各城門突然殺入。農民軍此前已經在城內駐紮了四個月，輕車熟路，而官軍入城後沒有嚴加戒備，怎麼也不會想到農民軍這麼快就會殺回來。
農民軍從東西南北分別殺入，尚讓、葛從周、霍存、張歸霸帶領軍隊衝在前面，雙方在城中大戰。
葛從週一杆槍如入無人之境，見一個挑一個，見兩個挑一雙。有的官軍軍士高呼：“草賊又來了，比以前還厲害。”這些膽小的官軍一個勁往後退。
而大部分入城的官兵身上都攜帶着搶來的財物，短時間也難以集中，戰鬥力大大下降。程宗楚、唐弘夫拼命叫着：“不許退，後退者斬，殺草賊有賞！”
可是，四周都是農民軍的喊殺聲，官軍軍士都嚇破了膽，沿着各條街亂竄。程宗楚一看沒辦法，也只好跟着後退。
葛從周發現了程宗楚的主力，很快追到跟前，程宗楚硬着頭皮來戰，沒戰十個會合，被葛從周的一招“白鶴亮翅”挑於馬下，後面的農民軍用亂刀將程宗楚砍死。
唐弘夫也趕緊帶着身邊的親兵往城門方向跑，無奈城頭上早已有農民軍了，一陣亂箭射下來，唐弘夫中箭落馬，也被亂軍殺死。
義武節度使王處存的軍士比較能戰鬥，他們拼命奪路而逃，趁亂逃走了，又回到在渭橋的紮營地。
幾天後，城內平靜下來，黃巢纔再次進入長安，對長安的百姓幫助官軍極爲憤怒，放縱軍士殺戮，長安城內血流成河。
此時，農民軍又佔據上風，唐朝的各路軍垂頭喪氣，都相繼撤離長安四周。總指揮鄭畋也撤回到了鳳翔縣，鳳翔是唐軍指揮部的大本營。
但四月十三日這天，夏綏節度使拓跋思恭、鄜延節度使李孝昌率領的官軍還不服氣，他們與黃巢的軍隊在土橋激戰，官軍果然戰敗了。
當黃巢的軍隊撤離長安的時候，長安周邊被農民軍控制的地方主要是華州（華縣）、同州（大荔縣）、商州。這三個州的刺史都是黃巢任命的農民軍將領，由於當時的形勢難料，同州刺史王溥、華州刺史喬謙、商州刺史宋巖得知黃巢已放棄長安，都帶領城中的軍士逃走，前往鄧州，準備投奔朱溫。
華州（華縣）、同州（大荔縣）、商州這三個州的刺史逃往鄧州後，在鄧州駐守的朱溫對此三人的擅離職守非常生氣，下令斬殺了同州刺史王溥、華州刺史喬謙。
但朱溫釋放了商州刺史宋巖，讓他率軍仍回到商州駐守。