Mùa thu năm 1766, các thám tử của Hà Tiên về báo tin vua Xiêm có ý muốn xâm phạm đất Hà Tiên. Mạc Thiên Tứ, Tổng đốc Hà Tiên, lo sợ, sai người về Phú Xuân cầu viện. Mùa đông, các tướng Nguyễn cử 3 chiếc thuyền đi biển, 20 chiếc thuyền sai và 1.000 tinh binh đóng giữ Hà Tiên để phòng ngừa giặc Xiêm. Nhưng vào lúc đó thì quân Miến Điện cũng tấn công Xiêm La. Ngày 7 tháng 4 năm 1767, kinh A Du Đà[Ghi chú 4] thất thủ, quân Miến Điện cướp bóc, chém giết hả hê rồi sáp nhập toàn bộ nước Xiêm vào địa đồ của mình, bắt vua Xiêm là Ekkathat (sử Nhà Nguyễn gọi là vua Phung) cùng hoàng tử Chiêu Đốc Đa giải về Miến. Con thứ của vua Phung và Chiêu Xỉ Xoang chạy sang Chân Lạp, Chiêu Thúy chạy sang Hà Tiên. Thấy nước Xiêm đã mất, chúa bèn triệu hồi các đạo quân cứu viện về. Nhưng Mạc Thiên Tứ sợ quân Miến thừa thế đánh sau, nên đem binh thuyền đến giữ Chân Bôn là nơi giáp với Xiêm; lại sai quân đi tuần xét các hải đảo Cổ Rồng[Ghi chú 5], Cổ Cốt[Ghi chú 6] và Dần Khảm.

Không lâu sau, nước Thanh đem quân tấn công nước Miến Điện. Vua Miến buộc phải triệu hồi đội quân viễn chinh phía tây trở về chống giữ kinh thành. Nhân nước Xiêm trống trải, chúa đất Mường Tát là Trịnh Quốc Anh (Taskin, người gốc Hoa) khởi binh, tự xưng là Vua, dời thủ phủ từ A Du Đà về Thôn Vũ Lý (Thonbury, nay là Bangkok). Lại sai người đòi Chân Lạp phải tiến cống. Vua Chân Lạp là Nặc Tôn (Ang Ton) cho rằng Trịnh Quốc Anh không phải là người Xiêm, không chịu tiến cống.

Mùa xuân năm 1769, vua Xiêm sai tướng đưa vua cũ của Chân Lạp đang lưu vong ở Xiêm là Nặc Nộn (Ang Non) về nước, gặp quân Nặc Tôn ở Bôn Ma, không phân được thắng thua. Mùa đông năm 1770, Trịnh Quốc Anh thấy hoàng tử triều trước là Chiêu Thúy ở Hà Tiên, sợ để lâu sinh vạ, bèn phái 20.000 quân thủy bộ đánh Hà Tiên. Quân Xiêm đông giữ núi Tô Châu[Ghi chú 7], dùng đại bác bắn vào thành, thế rất nguy cấp. Mạc Thiên Tứ cho người chạy thư về Gia Định cầu cứu. Điều khiển Gia Định Nguyễn Cửu Khôi cho rằng năm trước Hà Tiên đã từng báo cáo thông tin sai lệch, nên không cho binh đến cứu[16]. Vào một hôm trong lúc nửa đêm, người Xiêm cho phóng hỏa đốt kho thuốc sùng, rồi từ phía sau thành phá cửa tiến vào, phóng hỏa đốt doanh. Mạc Thiên Tứ đem quân ra chống cự, nhưng không chống nổi. Quân Xiêm thừa thế tiến đến dinh Long Hồ thì gặp Tống Phước Hiệp đem quân chi viện cho Hà Tiên. Hai bên dàn trận ở sông Châu Đốc, quân Xiêm chạy lộn vào ngách sông cụt, bị quân triều đình đánh, thiệt hại 300 nhân mạng, nhưng đất Hà Tiên vẫn còn bị người Xiêm chiếm giữ. Vua Xiêm bèn lưu Trần Liên ở lại giữ Hà Tiên, rồi tự đem quân thẳng sang Chân Lạp, Nặc Tôn bỏ chạy. Vua Xiêm vào thành Nam Vang (PhnomPenh), lập Nặc Nộn trở lại làm vua Chân Lạp. Tháng 2 năm 1771, chúa Nguyễn trách tội Nguyễn Cửu Khôi không đến chi viện để Hà Tiên bị mất, giáng ông ta làm Cai đội, và triệu Nguyễn Thừa Mân về triều[22].

Mùa hạ năm đó, tướng Nguyễn Cửu Đàm tiến quân theo đường Tiền Giang, cùng Cai bạ dinh Long Hồ là Nguyễn Khoa Thuyên tiến theo đường Kiên Giang; Lưu thủ Tống Phước Hiệp theo đường Hậu Giang tiến đóng giữ Châu Đốc để tiếp ứng cho hai cánh quân trên. Quân Nguyễn dùng người Chân Lạp là Nhẫm Lạch Tối chỉ đường, tiến đến Nam Vang đánh phá được quân Xiêm. Vua Xiêm chạy sang Hà Tiên, còn Nặc Nộn chạy qua Cần Bột[Ghi chú 8]. Quân Nguyễn thu phục Nam Vang và La Bích[Ghi chú 9], đưa Nặc Tôn về nắm lại ngai vàng. Nguyễn Cửu Đàm thu quân về dinh, đắp lũy Tân Hoa kéo dài 15 dặm bao quanh đồn dinh, chắn ngang đường bộ đề phòng bất trắc[23]. Vua Xiêm bèn về nước, để Trần Liên giữ Hà Tiên, tự mình đem quân đi bắt con trai con gái Thiên Tứ và Chiêu Thúy đem về, rồi giết Chiêu Thúy. Mùa xuân năm 1773, Mạc Thiên Tứ sang sứ sang xiêm dâng đồ lễ cầu hòa. Trịnh Quốc Anh mừng, trả lại các tù binh khi trước, và triệu Trần Liên về nước. Tình hình phía Nam mới được tạm yên một thời gian[24].