建文朝臣也探知消息，知道燕军正在苦撑，败象已露，就劝建文帝说：“燕军很快就要败北，京师不可无良将。”建文帝不知兵，马上下诏召回徐辉祖军入卫京师，小河战场只剩下何福所率一支孤军与燕军相持。
双方对垒期间，燕王朱棣令军士进行休整，又广赐财物，收买军心。明军由于畏战，往往掘堑作垒为营，军士白日黑夜都不得喘息，虚疲人力，往往真到作战时全无体力。
由于日久乏粮，明将何福下令移营至灵壁就粮。当时，明将平安师骑兵六万人，护送大量运粮兵车前往何福营中。朱棣侦知消息后，派精兵万余人阻挡平安援兵，并派朱高煦伏兵林间，等候双方混战后明军疲惫时忽然杀出助战。
燕王朱棣安排停当后，率师逆战，两翼骑兵扇形排开，直杀明运粮援兵。平安引军突至，截杀燕兵一千多人。朱棣见状，忙命步军纵击，横贯明军大阵，截断其军。明将何福见仗已开打，就也率军出壁而战，与平安合击燕军，又杀燕兵千余，燕军小却。
朱高煦见双方打得火候差不多，趁明军喘息之际，忽然率生力燕军加入战斗，朱棣又率后退的燕兵急转身，一齐掩杀明军。“（何）福等大败，杀伤万余人，丧马三千余匹，燕师尽获其粮饷。”
何福所率的明军逃入营垒后，饿得双眼发蓝。众将集合议事，决定转天突围，闻炮声即开门冲出。没等天亮，朱棣已指挥大军进攻明营，诸将先登，兵士蚁附。燕军发三震炮，何福部下明军误认为是自己军营突围的炮号，争相推营门冲去，“门塞不得出，营中纷扰，人马坠壕堑皆满”，燕兵乘势大击，明军一败涂地。除何福一人侥幸逃脱外，由于营中驰马不便，大将平安、陈晖都多名明将皆被燕军生擒。至此，明军主力几乎丧失大半。
看见被捆缚押入大帐的平安，燕王朱棣笑问道：“淝河之战，公马不踬，何以遇我？”
平安朗声大言：“刺殿下如拉朽耳！”
面对如此忠贞不屈之士，朱棣本人也不得不心生赞叹：“高皇帝（朱元璋）好养壮士！”命人送平安于北平关押，未加杀害。
从此，明军情势急转直下。本来十万明兵从辽东赶往济南想与铁铉合军，走到直沽就被燕军截杀，主帅杨文被擒，没有一个人能到济南。1402年6月，燕兵至泗州，守军不战而降。
朱棣列大兵于淮河北岸，明将盛庸拥数万兵于南岸。未几，燕兵又施奇袭计，这群惯于骑马的北方兵竟能先派数百人乘小舟先入南军舰队中放炮，屡战屡败的南军惊骇至极，弃舰而逃。燕军乘胜，当天就攻克盱眙，直趋扬州。
扬州守将王礼等人暗中通款燕王，把主管江淮的监察御史王彬捆住，大开城门投降。接着，燕兵又降高邮、克仪真。此时，长江之上，遍插燕王大旗的巨舟往来穿梭，旗鼓蔽天。
金陵城内，大臣们见势头已变，各自心怀鬼胎，都以守城为名求出，致使都城更加空虚。
情急之下，建文帝派燕王堂姐庆城郡主入燕营请和，答应割地，与燕王中分南北，划江而治。事已至此，朱棣当然不干，婉言拒绝。建文帝惶急，忙问方孝孺：“今奈何？”孝孺书生，只能回言：“长江可当百万兵，江北船已遣人烧尽，北师岂能飞渡？”
7月，燕军大集合，于浦子口向明军发起攻击。明将盛庸与诸将逆战，竟也击退燕军，又赢得一次暂时的胜利。
“燕王欲且议和北还”。估计天气溽热，朱棣自己也有些顶不住，毕竟已得到一半国家，想先回北平休整一下再图后举。假如此次朱棣回北平，后来的事情还真难以预料。大胜大败，谁也说不清楚，况且建文嫡孙嗣位，正朔所宗，军心民心，道德的力量无比巨大，会在一夜之间可能突然令燕军兵败如山倒。
节骨眼上，朱棣能征惯战的儿子朱高煦“引北骑至”，生力军又来，不由不使朱棣大喜过望，他一跃而起，全身贯甲，抚着朱高煦后背说：“勉之！世子多疾。”言外之意要把继承权传给朱高煦。有这一句话，朱高煦活人被打强心针一样，铁了心死战。
建文帝本来派都督佥事陈喧率军增援盛庸，不料陈喧径直坐船过江投降了朱棣。
于是，“燕王乃祭大江之神，誓师渡江，舳舻相衔，旌旗蔽空，金鼓大震。”加上当日天气万里无云，水平如镜，虽然盛庸水军沿江列舰二百余里，但看见燕军如此盛势，“皆大惊愕”。仗未开打，心理上已经输掉。
燕军乘船迫岸，首先直冲盛庸主营。“（盛）庸师溃，追奔数十里。（盛）庸单骑遁，余将士皆解甲降。”明军舟师如此之众，竟不战而降，至此可见燕军的兵威已经非同一般。
抢渡长江后，燕军又攻下镇江咽喉要地，直奔金陵杀来。