Cao Biền sợ hãi trước uy thế của quân Hoàng Sào, thủ Dương châu bảo tồn thực lực, nhiều châu huyện cũng đầu hàng quân Hoàng Sào. Bắt đầu vào mùa đông năm 880, Hoàng Sào tiến quân hướng Lạc Dương và Trường An, ông tuyên bố mục tiêu của mình là bắt Đường Hy Tông để hoàng đế phải chịu trách nhiệm cho tội ác của mình. Tề Khắc Nhượng được triều đình giao phó ngăn cản Hoàng Sào tiến đến Lạc Dương. Các đại thần Đậu Lô Triện và Thôi Hàng nhận định rằng quân triều đình không thể ngăn chặn Hoàng Sào tiến về Lạc Dương và Trường An, vì thế họ thỉnh Đường Hy Tông chuẩn bị chạy trốn đến Tây Xuyên[chú 43]. Tuy nhiên, Đường Hy Tông vẫn khiển Trương Thừa Phạm cùng Vương Sư Hội và Triệu Kha suất Thần Sách quân đi trấn thủ Đồng Quan nằm giữa Lạc Dương và Trường An, tuy nhiên các binh sĩ Thần Sách quân được trang bị kém và thiếu kinh nghiệm.[10] Đến tháng 10 ÂL, quân Hoàng Sào công hãm Thân châu[chú 44], nhập Dĩnh châu[chú 45], Tống châu, Từ châu[chú 46], Duyện châu[chú 47]. Tháng 11 ÂL, quân Hoàng Sào đến Nhữ châu, đến ngày 17 thì công hạ đông đô Lạc Dương, lưu thủ Lưu Doãn Chương (劉允章) suất bá quan nghênh tiếp quân Hoàng Sào.

Sau đó, Tề Khắc Nhượng tái tập hợp binh sĩ và tiến đến vùng lân cận Lạc Dương, song sức mạnh của Hoàng Sào ngày càng tăng, vì thế ông ta quyết định triệt thoái đến Đồng Quan để ngăn Hoàng Sào tiến về kinh thành. Tại thời điểm đó, Tề Khắc Nhượng vẫn có hơn 1 vạn lính, song binh sĩ của ông không có nguồn cung cấp lương thực. Khi Đường Hy Tông phái Trương Thừa Phạm (張承範) suất vài nghìn binh đến hiệp trợ Tề Khắc Nhượng, song Trương Thừa Phạm bày tỏ phản đối do cả hai đội quân đều không có nguồn cung cấp lương thực; Đường Hy Tông tuy vậy vẫn phái Trương Thừa Phạm đi, nói rằng lương thực sẽ đến sau, song trên thực tế là không có.[10] Vào ngày 4 tháng 1, 881,[11] quân tiếp viện của Trương Thừa Phạm đến Đồng Quan, quân tiền phong của Hoàng Sào cũng tiến đến. Quân của Tề Khắc Nhượng và quân của Hoàng Sào giao chiến suốt buổi sáng, thoạt đầu ông có thể chống lại quân Hoàng Sào. Tuy nhiên, đến buổi trưa, quân của Tề Khắc Nhượng bị đói nên tan rã, các binh sĩ dẫm nát Cấm Khanh (禁坑), một thung lũng được đặt đầy chông gai nhằm tạo thành vành đai phòng thủ cho Đồng Quan, các chông gai bị phá hủy và quân Hoàng Sào có thể tiến công Đồng Quan. Tề Khắc Nhượng chạy trốn, trong khi Trương Thừa Phạm tiếp tục trấn giữ Đồng Quan, song đến ngày 3 tháng 12 (ÂL) thì Đồng Quan thất thủ.[10]

Sang ngày 4 ÂL, quân Hoàng Sào công hạ Hoa châu[chú 48], tiếp đến là Bá Thượng[chú 49]. Điền Lệnh Tư và thượng thư Thôi Hàng (崔沆) đề xuất Đường Hy Tông thực hiện kế hoạch dự phòng là chạy đến Tam Xuyên[chú 50]. Đường Hy Tông từ chối và lệnh cho Điền Lệnh Tư đưa cấm quân đi phòng thủ Đồng Quan, Điền Lệnh Tư tuyển mộ được một số tân binh, phái số binh sĩ ít kinh nghiệm nhưng được trang bị tốt này ra mặt trận, song khi họ đến nơi thì Đồng Quan thất thủ. Binh sĩ từ Bác Dã quân và Phượng Tường quân, cũng được triều đình Đường cử ra tiền tuyến cứu viện Trương Thừa Phạm, các binh sĩ này tức giận vì các tân binh của Điền Lệnh Tư được trang bị tốt (bao gồm quần áo ấm), vì thế tiến hành binh biến và nghe theo chỉ dẫn của quân Hoàng Sào. Đường Hi Tông và Điền Lệnh Tư từ bỏ Trường An và chạy hướng đến Tây Xuyên vào ngày 5 tháng 12 ÂL (tức 8 tháng 1 năm 881 DL).[11]