在攻陷洛陽的次月，黃巢率領六十萬大軍攻破潼關。僖宗等少數人逃出長安，日夜兼程西逃。和安史之亂中的玄宗如出一轍，逃亡的目的地是蜀地。僅有宦官田令孜所率領的五百神策兵作護衛，這和一百二十四年前玄宗奔蜀時大將軍陳玄禮率六軍的情形又自不同。
僖宗逃亡的當天下午，黃巢軍的前鋒柴存進入長安。黃巢殺了被遺棄的所有皇族，於十二月壬辰日舉行登基儀式，定國號大齊，年號金統。四品官以下的唐朝官吏被留用，四品以上的全部辭退。為了建立王朝，還是需要官員的。黃巢軍雖然號稱六十萬大軍，但大部分還是在最終階段、洛陽附近參加的一夥人。從整體上來看，一路跟隨黃巢從河南到江南、江西、浙東、福建、廣東乃至於廣西、湖南、湖北、河南的人就成了少數派。不知道初期黃巢軍軍紀之嚴的人，反倒在數量上佔了多數。
剛進入長安城時，黃巢軍佈施貧民，還保持著良好的軍紀，但幾天後就發生了掠奪、放火、殺人等案件。此前因被官吏殘酷壓搾，兵將們到處殺死殺傷官員，連黃巢都制止不了。雖然佈告說四品以下留用，但應者無幾。為了找出官員，甚至在全城挨家搜尋。
黃巢軍從一開始就是個移動性的集體，從未以一個地方為據點展開活動。對他們來說，進入長安是第一次定居，因此很不習慣。政治措施無法順利開展就在情理之中。短時間內膨脹起來的集體中，人們有著各自的想法，也有意見的對立，常常發生內訌。
雖然佔領了長安，地方還殘留著許多藩鎮勢力。如果黃巢的齊王朝政治良好，深得民心，藩鎮大概也會慢慢歸順。但大齊沒有多少人氣，地方承認的仍然是唐的宗主權，在他們看來大齊的命運不會長久。因此，黃巢只能發兵討伐藩鎮。黃巢陣營中也有對大齊政權喪失信心的人，這就是實力派將領朱溫。據說朱溫和唐朝河中節度使王重榮交戰，因黃巢沒有派去援軍，於是向唐倒戈。
朱溫的倒戈給黃巢以巨大的打擊，而對唐來說，朱溫簡直就是救世主。朱溫不止被授予左金吾衛大將軍，還被賜名全忠。在向唐效忠後，就只能稱他為朱全忠。把黃巢逼入絕境的，除了朱全忠附唐以外，還有唐朝雁門節度使李克用為奪回長安而進兵。他是突厥系沙陀族的首領，其父在龐勳之亂中立下大功，被允許用國姓也就是李姓。他們原本就是外族部隊，在黃巢之亂中渾水摸魚，襲擊唐朝朔州失敗後逃亡到了草原的另一方。沙陀族以勇猛的騎兵團而聞名，唐想借其力，於是赦免了他們襲擊朔州之罪。為了抵罪，李克用也得立下功勞。他的軍隊全部裹著黑衣，令人恐懼，因此被稱為「鴉軍」。李克用率領這支軍隊擊破了駐守梁田坡的十五萬黃巢軍，直取長安。這場戰事兩個月後，黃巢從長安撤退。在唐的眼裡，就成了收復長安。時間是中和三年（883）四月，黃巢保有長安不過兩年四個月。
從長安撤退後，黃巢在各地和唐軍交戰，抵抗了一年以上。根據記錄，大饑荒最厲害的時候，據說「木皮草根皆盡」，還有記事稱有人吃人的現象。黃巢在他故鄉附近的泰山東南狼虎山中自殺。
僖宗抖擻精神，從先前避難的蜀前往長安，這是收復長安一年半以後的中和五年（885）正月的事情。儘管皇帝回歸，但長安已不是原來的長安，唐也不再是曾經的大唐。