Hoàng Sào tiến về Phụng Quốc[chú 54] và khiển bộ tướng Mạnh Khải làm tiên phong tiến công Thái châu- thủ phủ của Phụng Quốc. Phụng Quốc tiết độ sứ Tần Tông Quyền chiến bại trước Mạnh Khải và quyết định mở cổng thành quy phục Hoàng Sào, hợp binh với quân Hoàng Sào. Sau khi đánh bại Tần Tông Quyền, đến tháng 6 ÂL, Mạnh Khải tiến công Trần châu[chú 55], song gặp phải phản kháng mãnh liệt của Trần châu thứ sử Triệu Thù, tiên phong Mạnh Khải tử chiến. Trước việc Mạnh Khải tử trận, Hoàng Sào rất tức giận, dẫn quân của mình và Tần Tông Quyền đi bao vây Trần châu, song không thể chiếm được thành sau gần 300 ngày bao vây. Do quân lính cạn kiệt nguồn cung lương thực, Hoàng Sào cho phép họ đi đến các vùng lân cận, bắt người dân để dùng làm quân lương,[12] theo mô tả trong "Cựu Đường thư" thì mỗi ngày quân Hoàng Sào giết vài nghìn người.[13]

Trong khi đó, vào mùa xuân năm 884, lo sợ sẽ thành mục tiêu kế tiếp của Hoàng Sào, các tiết độ sứ Chu Ngập, Thì Phổ và Chu Toàn Trung cùng thỉnh Lý Khắc Dụng cứu viện, Lý Khắc Dụng suất 5 vạn quân tiến quân về phía nam Hoàng Hà. Sau khi quân Lý Khắc Dụng hợp binh với quân của Chu Ngập, Thì Phổ, Chu Toàn Trung và Tề Khắc Nhượng, họ đánh bại Thượng Nhượng tại Thái Khang[chú 56], đánh bại Hoàng Tư Nghiệp tại Tây Hoa[chú 57]. Hoàng Sào lo sợ, từ bỏ việc bao vây Trần châu và triệt thoái về Dương Lý[chú 58]. Do doanh trại bị một trận lụt phá hủy, Hoàng Sào quyết định tiến về Biện châu- thủ phủ của Tuyên Vũ quân, Thượng Nhượng đem 5 vạn tinh binh trực tiếp uy hiếp Đại Lương[chú 59]. Chu Toàn Trung đẩy lui được các đợt tiến công ban đầu của Hoàng Sào, song ông ta vẫn khẩn cấp cầu viện Lý Khắc Dụng. Lý Khắc Dụng cho rằng Hoàng Sào sẽ vượt sang bờ bắc Hoàng Hà, vì thế tiến công vào Vương Mãn Độ[chú 60] và tiêu diệt quân Hoàng Sào. Thượng Nhượng đầu hàng Thì Phổ, các tướng khác như Lý Đảng, Cát Tùng Chu, Dương Năng, Hoắc Tồn, Trương Quy Bá, Trương Quy Hậu, Trương Quy Biện thì đầu hàng Chu Toàn Trung. Bị Lý Khắc Dụng truy kích, Hoàng Sào cùng tàn binh chạy về phía đông bắc. Tuy nhiên, do quân lính trở nên kiệt sức, Lý Khắc Dụng ngừng truy kích Hoàng Sào và trở về Biện châu.[12]

Tàn binh Hoàng Sào gồm gần 1.000 người tiến đến Duyện châu- thủ phủ của Thái Ninh[chú 61]. Ngày 15 tháng 6 ÂL, Tiết độ sứ Thì Phổ phái Lý Sư Duyệt (李師悅) cùng Thượng Nhượng đem vạn lính đến giao chiến với Hoàng Sào tại Duyện châu, kết quả là quân Hoàng Sào chiến bại và bị tiêu diệt gần hết, bản thân Hoàng Sào chạy trốn đến Lang Hổ Cốc[chú 62]. Ngày 17 tháng 6 ÂL (13 tháng 7 năm 884 DL),[11] cháu của Hoàng Sào là Lâm Ngôn (林言) giết chết Hoàng Sào cùng huynh đệ và thê tử, đem thủ cấp của họ đến trình Thì Phổ. Tuy nhiên, trên đường đến trại của Thì Phổ, Lâm Ngôn chạm trán với quân Sa Đà và Bác Dã, quân Sa Đà và Bác Dã giết chết Lâm Ngôn và đem các thủ cấp đến trình Thì Phổ.[12] (Tuy nhiên, theo mô tả trong Tân Đường thư, Hoàng Sào tự sát và chỉ thị cho Lâm Ngôn đem thủ cấp của mình đến đầu hàng, mục đích là để cứu sống các binh sĩ.)[14]