Tôn Sĩ Nghị từ Tam Tằng tiến vào Thăng Long. Lê Duy Kỳ từ Kinh Bắc ra đón rồi cùng theo vào kinh thành. Không lâu sau, các đạo quân Vân - Quý và Điền châu cũng tiến vào hội binh.

Theo các nhà nghiên cứu[16], cuộc hành quân của Tôn Sĩ Nghị từ 28/10 tới 20/11 tức là mất 22 ngày mới tới Thăng Long, lâu hơn nhiều so với thời gian 6 ngày mà Nghị từng dự liệu với Càn Long.

Tôn Sĩ Nghị bố trí quân Thanh đóng ở phía nam tới phía tây thành Thăng Long, cho đạo quân Lưỡng Quảng đóng hai bên bờ sông Hồng, quân Điền châu đóng ở Khương Thượng, quân Vân Quý đóng ở Sơn Tây.

Theo Khâm định Việt sử Thông giám Cương mục của nhà Nguyễn, quân Thanh ở Thăng Long chểnh mảng phòng thủ, thường đi cướp bóc hãm hại dân Đại Việt nên bị oán ghét.

Lê Duy Kỳ thực hiện thanh trừng những người hợp tác với Tây Sơn. Theo Đại Nam thực lục, Nguyễn Ánh ở Gia Định nghe tin quân Thanh vào Thăng Long cũng sai Phan Văn Trọng và Lâm Đồ mang thư và chở 50 vạn cân gạo ra cho quân Thanh nhưng giữa đường bị bão biển, cả người và gạo đều bị đắm hết.

Tôn Sĩ Nghị ban đầu chủ quan, sau nghe lời cảnh báo của các tướng dưới quyền Lê Duy Kỳ cũng quyết định ngày 6 tháng Giêng sẽ ra quân đánh Tây Sơn. Để tăng cường phòng thủ, Nghị bố trí đồn Ngọc Hồi ở Thanh Trì (Hà Nội), đồn Hà Hồi ở Thường Tín (Hà Nội), đồn Nhật Tảo ở Duy Tiên (Hà Nam) và đồn Nguyệt Quyết huyện Thanh Liêm (Hà Nam). Quân Cần vương của Duy Kỳ do Hoàng Phùng Tứ chỉ huy cũng được điều từ Sơn Tây xuống Gián Khẩu làm tiền đồn chặn quân Tây Sơn. Quân Thanh đồng thời cũng tụ tập thêm được các Hoa Kiều sống ở phía Bắc Đại Việt được chừng một vạn người đóng thành một trại, nhóm quân này ỷ thế đi cướp phá và hãm hiếp không kiêng sợ gì ai[6]. Dù Tôn Sĩ Nghị có ra sắc lệnh nghiêm quân kỷ nhưng vì quân kiêu nên cũng không có tác dụng lắm[23].