Được tin Nguyễn Huệ chết nhưng Nguyễn Nhạc không thể ra viếng vì quân của cháu là Nguyễn Quang Toản (Cảnh Thịnh) ngăn giữ phòng bị[22]. Nguyễn Ánh biết sự kiện này mang quân bắc tiến đánh Quy Nhơn do sự nghi kỵ nội bộ giữa vua bác vua cháu Nhà Tây Sơn[23].

Nguyễn Ánh đánh ra Quy Nhơn. Các cánh quân dưới quyền Tây Sơn vương đều yếu ớt nhanh chóng bại trận hoặc bỏ chạy, để mất Phú Yên. Quân Nguyễn Ánh tiến ra vây hãm Quy Nhơn. Nhạc không thể cầm quân nên sai con là Quang Bảo ra cự địch. Thành bị vây hãm 3 tháng. Trong tình thế nguy cấp, ông phải viết thư cầu cứu cháu. Cảnh Thịnh sai Ngô Văn Sở, Phạm Công Hưng mang quân vào cứu, quân Nguyễn Ánh phải rút lui về Phú Yên[24].

Dù Nguyễn Nhạc đã sai mang vàng bạc ra khao quân Phú Xuân nhưng Công Hưng vẫn chiếm cứ thành Quy Nhơn, kê biên kho tàng của Nhạc. Thấy kho báu đánh chiếm bao năm của mình sắp truyền cho con bị chính cháu ruột (con Nguyễn Huệ) đoạt mất, ông uất ức phun máu tươi mà chết tức tưởi.

Nguyễn Nhạc ở ngôi tổng cộng 10 năm (1778 – 1788), xưng hiệu Thái Đức đế, sau đó tự hạ xuống làm vương, xưng là Tây Sơn vương được 5 năm (1788 – 1793).

Về sau, con ông là Quang Bảo bị em họ Quang Toản an trí ra huyện Phù Ly, gọi là Tiểu triều. Bảo không cam chịu, năm 1799 đánh chiếm lại thành Quy Nhơn rồi định theo hàng Nguyễn Ánh. Quân của Ánh chưa tới thì Cảnh Thịnh (con Nguyễn Huệ) đã điều quân vào đánh chiếm thành, giết chết Quang Bảo (con Nguyễn Nhạc).

Khi Nguyễn Ánh tiêu diệt được Tây Sơn, nhớ tới nỗi đau bị Nguyễn Huệ đào mộ tổ các đời chúa Nguyễn,liền sai người đào mộ Nguyễn Nhạc và Nguyễn Huệ, giã hài cốt thành bột. Hộp sọ bị mang bỏ vào vò và giam cầm trong ngục thất. Dân gian sau này gọi là "Ông Vò".