一切就绪后，两军在梁田坡展开激战。叛军虽有人数优势，但因难以抵挡沙陀骑兵的冲锋。全线溃败的他们，死者达数万人。梁田坡之战后，李克用乘胜攻克了长安外围的重要据点华州，又一路势如破竹杀到长安，再度与黄巢决战。
战役初期，唐军的普通攻击未能突破叛军防线。但李克用的沙陀骑兵此时再度发威，抵挡不住他们冲击的叛军迅速溃败。有赖于善战的沙陀骑兵，唐军得以收复长安。长安既失，黄巢只得带着剩余的十几万大军逃亡河南。黄巢之死
黄巢起义的路线图
平心而论，黄巢若继续转战各地，也许还能让大齐政权苟活数年。但他却在围攻陈州时浪费了太多时间。叛军耗时300多天未能破城，粮草缺乏的叛军中也再度出现了以人肉为军粮的惨剧。
