Năm 1774, Trịnh Sâm nhân lúc chúa Nguyễn phải đối phó với quân Tây Sơn nổi dậy ngày càng lớn mạnh, bèn sai Hoàng Ngũ Phúc mang 3 vạn quân vào đánh Thuận - Quảng. Hoàng Đình Thể trong số các tướng theo quận Việp đi nam tiến[5] theo lời tiến cử của quận Việp[3].

Xuất phát từ tháng 5 tới tháng 10, quân Trịnh qua sông Gianh, tiến sát đến doanh lũy Trấn Ninh - vốn là nơi hiểm trở, nhiều lần trong cuộc chiến Trịnh và Nguyễn thế kỷ 17, quân Trịnh tấn công nhưng không hạ được. Hoàng Ngũ Phúc sai Hoàng Đình Thể cầm một cánh quân đi bí mật tiến sát đến doanh lũy Trấn Ninh. Bên quân Nguyễn, cai đội mã quân Hoàng Văn Bật và Lê Thập Thí mở cửa đồn ra hàng. Tướng giữ đồn là Tống Hữu Trường bỏ chạy. Quân Trịnh chiếm được lũy Trấn Ninh. Hoàng Ngũ Phúc kéo đại quân vào, san phẳng lũy.

Quân Trịnh tiếp tục tiến về phía nam. Chúa Nguyễn Phúc Thuần cử Tôn Thất Tiệp làm thống binh, sai cai đội Đặng và chưởng cơ Nguyễn Văn Chính đem các quân thủy, quân bộ hội ở sông Bái Đáp. Hoàng Đình Thể cùng Hoàng Nghĩa Phát theo lệnh quận Việp bí mật theo đường núi sang qua ghềnh Trầm và nghềnh Ma, rồi mặt trước mặt sau đánh khép lại. Văn Chính chống cự, bị giết tại trận, các cánh quân Nguyễn đều tan vỡ[5].

Nguyễn Phúc Thuần bị quân Trịnh mặt bắc và quân Tây Sơn mặt nam đánh ép lại, phải bỏ Phú Xuân chạy vào Quảng Nam rồi vượt biển vào Gia Định. Quân Trịnh chiếm được Phú Xuân.