张承范等遵照僖宗旨意，去神策营选取士兵，要发兵守卫潼关。这些神策军士兵大部分是长安富家子弟，他们当兵主要是冲着丰厚的俸禄和晋升机会，这次听说真要派他们去前线和黄巢拼命，马上乱了营。这些富二代回到家中，抱住父母大哭，不愿上战场。也不知是那位家长想了个主意，他花钱雇佣贫家子弟代为出征。这下各家纷纷效仿，更使这批出征的神策军成了乌合之众。
出征前僖宗登上章信城楼为张承范送行，张承范向僖宗跪拜辞行，奏道：“听说黄巢军队有几十万，向西杀来。齐克让只有万把人，缺衣少食屯驻在关外，现在皇上又派我带领两千多人去守潼关，也没有听说粮饷供应的计划，臣有点心寒。愿我主赶紧派诸道精兵来支援潼关。”僖宗答道：“爱卿先去，援军马上就会到。”
张承范带领二千八百神策军，离开长安向潼关进发。这日来到了华州城。城中的老百姓听说要打仗，都逃到大山里去了。华州府衙空空如也，只见鼠迹。幸好粮仓里还剩有千余斛粮食。张承范命令军士每人带三日粮食向潼关出发。
公元880年，十二月农历初一，张承范带领的军队来到了潼关。军队在城外林中抓到百余个老百姓，张承范命令他们搬石头运水修城墙，准备把守潼关。正在这时黄巢的前锋部队来到了潼关城下，齐克让指挥军队与义军接战，义军退后了一段距离。随后黄巢大军开到，只见旌旗蔽日，人如潮涌，不见边际。只见黄巢令旗一摆，大队义军便向齐克让的*冲了过来。
潼关南有秦岭，西靠华山，地处黄河渡口，依山而建。它位居晋、陕、豫三省要冲，是进出三秦之锁钥，历来为兵家必争之地。潼关险峻无比，四周都是高山峡谷，通关小道只容一人一车行走，可谓是一夫当关万夫莫开。杜甫曾写过一首诗，名为《潼关吏》，诗中描述了潼关的险要，他写道：
士卒何草草，筑城潼关道。大城铁不如，小城万丈余。
借问潼关吏，修关还备胡。要我下马行，为我指山隅。
连云列战格，飞鸟不能逾。胡来但自守，岂复忧西都。
丈人视要处，窄狭容单车。艰难奋长戟，千古用一夫。
哀哉桃林战，百万化为鱼。请嘱防关将，慎勿学哥舒。
关城无论多么险峻也要人来把守，可这时齐克让和张承范的军队已经断粮，军无粮自乱，*内无粮草，外无救兵，怎么还能守住潼关呢？要说齐克让在潼关外这一战还是对得起唐朝廷地。他带领手下军马与义军从午时杀到黄昏，挡了黄巢军四个时辰。天色渐渐昏暗下来，义军也停止了攻击。齐克让的军兵几乎一天没有吃饭，这时顿感饥肠辘辘，寒风刺骨。士兵们再也忍不住愤怒的情绪，大骂朝廷不送粮秣，不派援兵。他们烧掉营寨，纷纷退入关内。齐克让见无法指挥，也随士兵退入潼关。潼关城左侧有一条沟谷，名为“禁沟”，可通城关，谷中长满了灌木青藤，败兵由此而过，一夜间把“禁沟”踏为平地。
张承范见齐克让的军队都逃入关内，知道情况不妙，他把所带的财物全都分给了士兵，而且连夜给僖宗写表上奏派人送往京城。他写道：“臣离京六日，甲卒未增一人，匮饷未闻影响。到关之日，巨寇已来，以二千余人，拒六十万之众，外军饥溃，蹋平禁坑。臣之失守，鼎镬甘心。朝廷谋臣，愧颜何寄！或闻陛下已议西巡，苟銮舆一动，则上下土崩，臣敢以犹生之躯冒死之语，愿与近密及宰臣熟议，未可轻动，急征兵以救关防，则高祖、太宗之业庶几犹可扶持，使黄巢继安绿山之亡，微臣胜哥舒翰之死！”这里提到的哥舒翰是唐朝一位名将，把守潼关以拒安绿山，兵败被俘，死于叛军之中。
第二天，黄巢的义军开始攻击潼关。潼关前面有一道堑壕，黄巢军驱赶着几千老百姓掘土填壕，很快就把堑壕填平了。张承范指挥军队拼死抵抗着义军的进攻，仗从早晨（寅时）开始一直打到天黑（申时）。关上的守军弓箭用完了，就用石头向下砸。张承范派王师会带八百人去守“禁坑”，但*晚了一步，他们到达时，义军已经占领了“禁坑”。
第三天，天刚亮，潼关已受到义军的两面夹攻。关上的士兵这时已失去了抵抗能力，纷纷投降或逃散。王师会自刎而死，张承范换上老百姓的衣服，带领一部分士兵逃出潼关。潼关一丢，西去长安已经无险可守了，唐朝的都城长安向黄巢的义军敞开了大门。
听到黄巢进入潼关的消息，唐朝廷乱成了一锅粥，田令孜为了推卸责任，拼命攻击宰相卢携，僖宗皇帝罢免了卢携。田令孜又推荐尚书左丞王徽和户部侍郎裴澈为相，就在当天卢携就喝毒药自杀了。在田令孜的建议下，僖宗签署了任命黄巢为天平节度使的诏书，诏书送到黄巢手中，可这时黄巢那里还要当什么节度使，他要的是攻入长安推翻唐王朝。黄巢义军这时已来到华州，离长安只有一百里地了，唐朝的另一位大将河中留后王重荣也投降了黄巢。
广明元年（880年），农历十二月初五（甲申日），黄巢的义军攻入长安。田令孜带领着五百神策军保护着僖宗皇帝李儇逃出金光门，与李儇一起出逃的只有福、穆、泽、寿四个王子及李儇的数名嫔妃，朝里的百官都不知道皇帝的去向。
甲申日下午，义军前锋柴存带领部队进入长安。唐朝的金吾大将军张直方率朝中文武几十人到霸上迎接黄巢。黄巢坐在黄金色的肩舆上，后面跟着无数手拿刀枪的士兵。这士兵都用红巾束住披散的头发，穿着锦绣衣服。还有骑在马上的将军和士兵，辎重车辆等，浩浩荡荡络绎不绝。有不少胆大的老百姓站在路边观看。黄巢入城后当晚就住在了田令孜的府邸中。