Vào mùa xuân năm 882, khi Đường Hy Tông bổ nhiệm Vương Đạc làm Chư đạo hành doanh đô thống, tổng chỉ huy chiến dịch chống lại Hoàng Sào, Thì Phổ được bổ nhiệm là Thôi khiển cương vận tô phú phòng át sứ.[4]

Năm 883, sau khi Hoàng Sào từ bỏ Trường An và chạy trốn về phía đông, Thì Phổ huy động binh sĩ đến đóng quân tại Ân Thủy[chú 6], được bổ nhiệm làm Đông diện binh mã đô thống. Trong khoảng thời gian đó, Thì Phổ bị trúng độc khi ăn, ông nghi ngờ phán quan Lý Ngưng Cổ (李凝古) hạ độc nên đã giết chết người này. Cha của Lý Ngưng Cổ là Lý Tổn (李損)- giữ chức Tán kị thường thị tại triều đình ở Thành Đô, Thì Phổ thượng tấu nói rằng Lý Ngưng Cổ và cha là đồng mưu, Tả Thần Sách trung úy Điền Lệnh Tư nhận hối lộ của Thì Phổ nên lệnh cho ngự sử đài xét hỏi, song Lý Tổn vẫn giữ được mạng sống do Đồng bình chương sự Tiêu Cấu (蕭遘) can thiệp.[5]

Trong khi đó, quân của Hoàng Sào bao vây Trần châu[chú 7] cùng thứ sử Triệu Thù (趙犨). Thì Phổ cùng với Tuyên Vũ[chú 8] tiết độ sứ Chu Toàn Trung và Trung Vũ[chú 9] tiết độ sứ Chu Ngập đều suất quân đến cứu viện Triệu Thù.[5] Thì Phổ liên tục giành chiến thắng trước các đội quân của Hoàng Sào và chư hầu là Phụng Quốc[chú 10] tiết độ sứ Tần Tông Quyền.[3] Tuy nhiên, ba vị tiết độ sứ này nhận thấy họ không thể tự mình đương đầu với Hoàng Sào nên quyết định cầu viện Hà Đông[chú 11] tiết độ sứ Lý Khắc Dụng. Sau khi Lý Khắc Dụng tiến đến và đánh bại quân Hoàng Sào tại Trần châu, tướng chính của Hoàng Sào là Thượng Nhượng đã đầu hàng Thì Phổ.[5]

Lý Khắc Dụng sau đó triệt thoái do mâu thuẫn với Chu Toàn Trung, tuy nhiên, Thì Phổ vẫn khiển bộ tướng Lý Sư Duyệt đem một vạn lính đuổi theo Hoàng Sào.[5] Lý Sư Duyệt cùng Thượng Nhượng 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 12]. Ngày 13 tháng 7 năm 884,[1] Lâm Ngôn giết chết Hoàng Sào, đem thủ cấp 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.[6] Do lập được công lao hàng đầu trong việc tiêu diệt Hoàng Sào, Thì Phổ được bổ nhiệm là kiểm hiệu thái úy, Trung thư lệnh, và phong tước Cự Lộc quận vương.[3]