Nhiều tiết độ sứ bày tỏ quy phục Hoàng Sào sau khi quân của ông ta chiếm được Trường An, song sau đó họ lại quay sang trung thành với triều đình Đường (di tản đến Thành Đô). Năm 882, Hoàng Sào bị bao vây, ngoài khu vực kinh sư thì chỉ còn kiểm soát được hai châu, trong đó có Đồng châu do Chu Ôn quản lý. Chu Ôn thấy tình thế đó thì bắt đầu tìm kiếm thời cơ thích hợp để rời bỏ Hoàng Sào, và sau khi giết chết giám quân Nghiêm Thực (嚴實) do Hoàng Sào phái đến, Chu Ôn đầu hàng Hà Trung[chú 4] tiết độ sứ Vương Trọng Vinh, được Chư đạo hành doanh đô thống Vương Đạc của triều đình Đường trao cho chức Đồng Hoa tiết độ sứ. Nhằm ban thưởng cho hành động ly khai hợp thời điểm này, Đường Hy Tông hạ chiếu cho Chu Ôn giữ chức hữu kim ngô đại tướng quân, Hà Trung hành doanh chiêu thảo phó sứ, ban danh "Toàn Trung".[10]

Vào ngày 3 tháng 5 năm 883, Chu Toàn Trung được bổ nhiệm là Biện châu[chú 5] thứ sử và Tuyên Vũ[chú 6] tiết độ sứ, việc bổ nhiệm có hiệu lực sau khi tái chiếm Trường An theo như dự kiến. Hoàng Sào khi đó đang có kế hoạch chạy trốn về phía đông đến khu vực Hà Nam qua Lam Điền quan, triều đình Đường cần một người để bảo vệ tuyến kênh nối đến vựa lương thực ở đông-nam.[10] Do nguyên là một tướng lĩnh nổi dậy và thông thạo địa bàn, Chu Toàn Trung là một sự lựa chọn tất nhiên.[9] Chu Toàn Trung cũng nhận Vương Trọng Vinh là cữu (anh/em của mẹ) do mẹ của ông cũng mang họ Vương. Quân Đường tiến vào Trường An nửa tháng sau khi Chu Toàn Trung được bổ nhiệm, và đến ngày 9 tháng 8 thì Chu Toàn Trung đến nhậm chức ở Biện châu.[10]