Tiếp đó, ông lại nổi lên chống triều đình, chiếm hai lộ Quy Hóa (Lào Cai) và Gia Hưng (khoảng giữa sông Mã và sông Đà), tấn công Mương Mỗi (Sơn La). Con ông là Đèo Mạnh Vượng làm tri châu.

Năm 1431 vua Lê Thái Tổ đã phái hoàng tử Lê Tư Tề và quan tư khấu Lê Sát đem quân tiến đánh. Sau đó vua Lê Thái Tổ thân chinh đem quân lên châu Ninh Viễn. Đại quân của nhà Lê tiến theo đường từ sông Hồng rồi ngược sông Đà bằng đường thủy và đường bộ, đánh tan quân của Đèo Cát Hãn. Trận này quân nhà Lê toàn thắng, bắt được thuộc hạ và dân chúng của Đèo Cát Hãn tới 3 vạn người.

Đầu năm 1432, bị quân nhà Lê lên đánh dẹp, Đèo Cát Hãn đầu hàng, bị bắt về kinh đô, nhưng rồi lại được tha, được phong làm quan. Châu Ninh Viễn bị đổi tên thành châu Phục Lễ. Lê Lợi trên đường về cho khắc thơ trên núi đá để ghi lại chiến công này.

Theo Minh sử, khi Đèo Cát Hãn bị quân nhà Lê lên đánh dẹp, đô ty nhà Minh tại Vân Nam cấp báo về triều đình, xin phát 6.000 quân theo Mộc Thạnh sang ứng cứu. (Theo Vân Nam bị trưng chí, thì nhà Minh ủy thác cho Mộc Ngang em trai Mộc Thạnh, đang phụ trách đạo quân Vân Nam chuẩn bị đánh Lê Lợi cứu Hãn nhưng Ngang thoái thác[5]). Vua Minh từ chối, nói rằng người Man, Di phản phúc khó lường, khi trước quân Minh sang đánh Lê Lợi, có huy động 7.000 quân tại châu Ninh Viễn theo hỗ trợ, nhưng thổ binh không ra, lại còn ngầm giúp Lê Lợi. Nhà Minh không cho phát binh, lệnh cho các quan tại Vân Nam chỉ tra xét diễn biến tình hình.[6]

Các sử liệu Việt Nam ghi lại không thống nhất, có tài liệu viết tiếp đó Đèo Cát Hãn phạm tội bị giết, có tài liệu chỉ ghi là Đèo Cát Hãn chết, con được nối chức.