Nghĩa quân Tây Sơn dựa theo kế của Ngô Thì Nhậm đã rút về Tam Điệp và sai quân về Huế báo tin. Nghe tin, Nguyễn Huệ đã vô cùng tức giận và lập tức lên ngôi vua lấy hiệu là Quang Trung. Vua Quang Trung xuất quân từ 25 và đến 29 thì tới Nghệ An. Tại đây vua đã triêu mộ được một đội quân tinh nhuệ và chia thành 5 đạo quân. Vào đúng 30 Tết nghĩa quân hợp lại tại Tam Điệp và vua Quang Trung đã động viên, khích lệ nghĩa quân.

Dưới sự chỉ huy tài tình của Quang Trung thì nghĩa quân nhanh chóng giành được thắng lợi. Đến mồng 5 Tết thì nghĩa quân từ Ngọc Hồi tiến vào Thăng Lòng và đại thắng. Tôn Sĩ Nghị mải đón tết mà không hề hay biết sự tấn công bất chợt của nghĩa quân. Chúng cuống cuồng tháo chạy còn vua tôi nhà Lê thì chạy trốn sang phương Bắc.

Khi Bắc Bình Vương kéo quân ra Bắc lần thứ 2 để bắt Vũ Văn Nhậm, sợ sự lớn mạnh của nghĩa quân Tây Sơn, sau khi Bắc Bình Vương rút quân về Phú Xuân, Lê Chiêu Thống sợ hãi sang cầu cứu triều đình nhà Thanh. Quân Thanh tràn sang nước ta với ý định thôn tính đất nước. Ngô Văn Sở - tướng của Tây Sơn đã lập tức rút quân về Tam Điệp, cấp báo cho Bắc Bình Vương - Nguyễn Huệ. Nguyễn Huệ nhận được tin báo vô cùng tức giận, bèn lập đàn tế cáo trời đất, lên ngôi vua. Nhà vua xuất quân từ ngày 25, sau 4 ngày thì đến Nghệ An, tại đây ông chiêu dụ được hơn 1 vạn lính. Nghĩa quân lớn mạnh theo lời của vua tiến đánh và thắng trận lần lượt ở Hà Hồi, Ngọc Hồi. Quân Thanh cùng Tôn Sĩ Nghị và vua tôi nhà Lê lúc này đang bận ăn Tết, không kịp trở tay, bèn phải tháo chạy về nước.