Trịnh Tông mang 400 tàn quân bỏ chạy, khi chạy đến xã Hạ Lôi, huyện Yên Lãng, quân sĩ tan tác hết. Trịnh Khải gặp Lý Trần Quán là người trước đây vâng lệnh đem tờ hịch đi chiêu mộ nghĩa binh. Lý Trần Quán nhờ người học trò của mình là Nguyễn Trang hộ vệ Trịnh Tông, nói dối là Tham tụng Bùi Huy Bích.

Nguyễn Trang biết đấy là chúa Trịnh, bèn cùng thủ hạ là Nguyễn Ba bắt Trịnh Tông giải nộp doanh trại quân Tây Sơn. Trên đường đi, Trịnh Tông dùng dao cắt cổ tự tử. Nguyễn Trang đem thi thể chúa Trịnh nộp cho quân Tây Sơn. Nguyễn Huệ sai sắm đủ áo quan khâm liệm mai táng cho Trịnh Tông[3] theo nghi lễ một vị chúa[17].

Tiến vào Thăng Long, Nguyễn Huệ yết kiến vua Lê Hiển Tông ở điện Vạn Thọ, xin ngày cử hành nghi lễ đại triều, dâng sổ sách binh và dân để tỏ rõ ý nghĩa nhà vua nhất thống và Nguyễn Huệ tôn phò. Lê Hiển Tông sách phong Nguyễn Huệ làm nguyên soái phù chính dực vận Uy quốc công [3][18].