Lực lượng phù trợ Lê Duy Kỳ (tên khác của Lê Chiêu Thống) thất thế. Tháng 5 năm 1788, Lê Duy Kỳ cùng các bầy tôi sang Long Châu cầu viện nhà Thanh phát binh đánh Tây Sơn.

Tháng 7 năm 1788, Lê Chiêu Thống ở Kinh Bắc cũng sai người sang Trung Quốc cầu viện. Càn Long muốn nhân cơ hội đánh chiếm Đại Việt bèn sai Tổng đốc Lưỡng Quảng là Tôn Sĩ Nghị mang khoảng 20 vạn quân và dân binh (xem phần "#Các ý kiến khác nhau về số quân Thanh" bên dưới), gồm các đạo binh huy động từ Quảng Đông, Quảng Tây, Vân Nam và Quý Châu hộ tống Lê Chiêu Thống về Đại Việt với danh nghĩa phù Lê.

Quân Thanh chia làm 3 đường tiến sang Đại Việt:

1. Quân Vân Nam, Quý Châu do đề đốc Vân Quý là Ô Đại Kinh, từ Vân Nam qua ải Bạch Mã, theo đường Tuyên Quang xuống Sơn Tây vào Thăng Long.
2. Quân Quảng Đông, Quảng Tây do Tôn Sĩ Nghị (chức tổng đốc Lưỡng Quảng) trực tiếp chỉ huy, qua ải Nam Quan vào Lạng Sơn; phó chỉ huy là Hứa Thế Hanh (chức đề đốc) cùng các tướng Thượng Duy Thăng, Trương Triều Long (cả hai đều đang mang chức tổng binh), Lý Hóa Long (chức phó tướng).
3. Quân tình nguyện Điền châu do Sầm Nghi Đống chỉ huy, theo đường Long châu tiến vào Cao Bằng rồi tiến về Thăng Long.

Cả ba đạo quân xuất phát vào cuối tháng 10 âm lịch năm 1788.

Càn Long còn đặc cử Phúc Khang An chuyên trách hậu cần. Theo sách Thánh vũ ký, phần Càn Long chinh phủ An Nam ký" của Ngụy Nguyên đời Thanh, Phúc Khang An đã thiết lập trên 70 đồn quân lương to lớn và kiên cố từ hai đường Quảng Tây và Vân Nam tới Thăng Long. Riêng chặng đường từ ải Nam Quan tới Thăng Long, Khang An thiết lập 18 kho quân lương trong khi Tôn Sĩ Nghị hành quân. Tổng số chi phí mà nhà Thanh đã tiêu vào cuộc chiến ở Việt Nam là 1.346.508 lượng bạc, bao gồm tỉnh Quảng Tây chi ra 1.057.322 lượng và tỉnh Vân Nam chi ra 289.186 lượng[17]

Quân nhà Thanh điều động phần lớn là quân Lục Doanh người Hán, không phải quân Bát Kỳ Mãn Châu (đội quân được coi là tinh nhuệ nhất của nhà Thanh). Do vậy, có những ý kiến cho rằng Càn Long chủ quan, coi thường đối thủ, nếu ông dùng quân Bát Kỳ Mãn Châu thì có thể giành chiến thắng. Nhưng thực ra thì không phải như vậy:

• Sau khi nhà Thanh chiếm được Trung Hoa, do hòa bình kéo dài, việc huấn luyện chểnh mảng nên quân Bát Kỳ Mãn Châu đã nhanh chóng thoái hóa. Đến thời Càn Long, sau 100 năm hòa bình, quân Bát Kỳ đã suy thoái trầm trọng, hữu danh vô thực. Trong Chiến tranh Thanh-Miến năm 1768, 3 vạn quân Bát Kỳ đã bị 3 vạn quân Miến Điện đánh bại, bị tiêu diệt gần hết. Đến năm 1769, 4 vạn quân Bát Kỳ cũng bị quân Miến Điện tiêu diệt hơn 1 nửa, phải vội vã nghị hòa. Năm 1784, Càn Long đến Hàng Châu xem thao diễn quân sự, thấy quân Bát Kỳ ở đó bắn tên hầu hết bị trượt, có người cưỡi ngựa không vững bị té xuống đất. Rõ ràng chất lượng của quân Bát Kỳ khiến Càn Long không còn có thể tin tưởng được.
• Địa hình miền bắc Việt Nam nhiều đồi núi, sông ngòi, không thích hợp cho kỵ binh. Khí hậu nóng ẩm cũng không thích hợp với quân Bát Kỳ vốn là người Mãn Châu cư trú ở miền Bắc Trung Quốc (trong Chiến tranh Thanh-Miến, quân Bát Kỳ chỉ tác chiến mấy tháng đã kiệt sức vì loại khí hậu này). Dùng quân Lục Doanh người Hán là thích hợp hơn nhiều cho chiến dịch này, họ vừa là bộ binh thành thạo việc xây dựng lại vừa chịu đựng khí hậu nóng ẩm tốt hơn.

Khi nghe tin quân Thanh giúp Lê Chiêu Thống sang đánh Tây Sơn, Nguyễn Ánh (hậu duệ chúa Nguyễn, đang đánh với quân Tây Sơn ở Nam Bộ) đã sai Phạm Văn Trọng và Lâm Đồ[18] mang thư và chở 50 vạn cân gạo ra bắc để giúp quân Thanh, nhưng thuyền đi giữa đường bị đắm hết[19].