十月初闯王李自成统率主力抵达潼关，得知明军朱媺娖部过了许州，田承嗣部破了荆州，一路势如破竹往攻承天府，而左良玉在武昌虎视眈眈，李自成急着要班师回襄阳，这时传来左营制将军刘芳亮，左果毅将军马世耀，右威武将军刘汝魁在均平府（禹州）设伏大败东路十万明军，明军河南巡抚高名衡被流矢射杀，监军太监彭公公死于乱军之中，副总兵周顺儿、袁时泰、刘渊等八十多员将官、四万官兵阵亡，大明公主朱媺娖在监军御史王變、巡按御史严云京、总兵陈永福、卜从善、白祁政、饶成军等明军护着逃往开封府，制将军刘芳亮率领十万闯军撞在乘胜追击。
晚上李自成又得到进攻承天府的锦衣卫突然撤退，顿时是又惊又喜又疑惑，对进攻潼关还是返回襄阳犯愁，还是大将刘宗敏说了一句话：孙传庭、朱媺娖新败，左良玉这下子首鼠两端，现在田承嗣不知何故撤军，是老天让闯王你成就大业，如果今日不取潼关将来一定会后悔的，李自成遂下了北进陕西的决心。
十月初十日，李自成率部进攻潼关，部发动进攻，同时遣偏师由河南邓县取道商洛地区，进攻陕西，约定在西安会合，潼关城里孙传庭当既令高杰、白广恩分驻关外，自己则坐镇关城潼关，白广恩部抵敌不住，高杰入禀孙传庭道：“我军家属，尽在关中，不如径入西安，凭坚扼守。”
孙传庭道：“贼一入关，全秦糜烂，难道还可收拾么？”
孙传庭遂亲自登登城督师，不料闯王李自成遣其侄后营制将军“一只虎”李过，绰号一只虎，从潼关间道缘山登崖，绕出关后，夹攻官军，城内官军大溃，高杰、白广恩先后溃退，孙传庭跃马挥刀，冲入闯军阵中，杀贼数十名，与监军副使乔迁高同时死难，孙传庭一死潼关城也随即宣告失守。
十月中旬闯军长驱入秦，陷华阴、渭南，破华商、临潼，直入西安抵达西安城下，西安是秦王封地，秦王朱存枢富甲天下，是大明有名的富藩，此时陕西巡抚冯师孔退守西安，城中已无兵可用，便留下了途经西安的五千四川兵守城，官员们劝秦王出点银子，置些棉衣犒军，一来可给士卒防寒，二来也可激励士气。未料秦王竟一口拒绝。
守城副将王根子十分不满，竟暗中约闯军献城，次日王根子依约大开东门，闯军一拥而入，一举占领西安。巡抚冯师孔、知府简仁瑞、知县吴从义等被杀，孙传庭妻张氏在西安，率三妾二女，投井殉节；布政使陆之祺等皆降。
闯军占领西安以后，李自成立即部署扫除大明朝在西北地区的各个军镇，以便以陕西为主的西北建都立国，具体部署是：李自成亲率由李过所部后营和老营组成的大军，向北追击明总兵高杰部官军，夺取陕北；田见秀率部南下汉中，追击明总兵高汝利部，打通南下四川的通道；刘宗敏、贺锦、袁宗第等西向追击孙传庭、白广恩的残部官军，攻取宁夏、甘肃、西宁等地。
“翻山鹞”高杰曾是李自成部属，当年拐走了李自成的妻子降了朝廷，反过来与李自成作战，为闯军“一只虎”李过所追杀，高杰自知罪孽深重，一旦被抓获肯定没有活路，于是先从潼关退回陕北，李自成率领大军于十一月到达延安，高杰又乘黄河结冰而奔山西，后来李自成东征山西时，他又往南狂逃到南京附近，到弘光朝时，他又成了史可法手下四大将领之一。
李自成于十一月到达延安，虽然没有捉住高杰报夺妻之恨，但在军事上却很是顺手，沿途州县纷纷投降，他从延安北上榆林时，他还顺路回到米脂，也算是衣锦还乡，一年多前李自成祖坟被掘，李自成此次回来，自然要重修祖坟致祭追悼，还杀了一批参与掘墓的乡绅村民，算是替祖父、父亲报了仇，可惜其祖父、父亲的遗骨已被朝廷焚烧扬弃，再也找不回来了。
李自成对祖墓“筑土封之”，派礼政府侍郎姜学易致祭，还到处寻找自己的族人，按亲疏赠金封爵，改延安府为天保府，米脂县为天保县，清涧县则为天波府，然后李自成一路风光去接收明朝“九边”之一榆林镇，李自成没想到进军陕北，受到了当地百姓的热烈欢迎的闯军，在榆林却遇到了大麻烦。
榆林是明朝“九边”之一，居民多隶军籍，世代为大明当兵，在镇压农民军的战斗中，边将边兵中就有很多人来自榆林，双方打了十几年，不知道死了多少人，双方的仇怨结非常的深，因此李自成在劝降的同时，命令李过率七万大军作好准备，如果一旦劝降失败，就以武力解决。
十一月十二日，他派辩士舒君睿携带白银五万两招降榆林诸将，作了这些安排之后，李自成即返回西安榆林总兵王定眼见大势已去，借口往蒙古部落调兵，带着几十名亲信逃跑了，榆林道都任和卸任总兵王世钦、侯世禄、侯拱极、尤世威等商议对策，企图据城抗拒，闯军的使者在城中从十二日谈到十四日无结果，“一只虎”李过于十五日开始攻城。
双方战斗异常激烈，榆林人在兵备副使都任、督饷员外郎王家禄，以及卸任里居的总兵尤世威等人的率领下，坚守城池，血战七昼夜，甚至连妇女、孩子也纷纷上城参战，到二十七日榆林城被攻陷后，满城无一人投降，尤世威等被处死。
闯军田见秀部的南下汉中比较顺利，沿途州县望风归附，十一月十二日进抵城固县，围攻四日破城，总兵高汝利企图逃往四川，于途中闯军追迫投降，汉中地区平定后，田见秀留部将贺珍、韩文领兵镇守，自己返回西安。
刘宗敏、贺锦、袁宗第等统领大军向西进军，兵至固原，明总兵白广恩投降；为了争取明军将领，减少进军中的阻力，李自成亲宴白广恩，相谈甚欢，总兵左光先闻讯后也解甲投降，其他明朝将领也纷纷归顺，袁宗第部由陕西凤翔向巩昌推进，一路上“将吏争降恐后”，闯军占领巩昌府后，所属州县都不战而下。
只有贺锦在收服甘肃、西宁时遇到麻烦，贺锦于十一月率兵西征，不久便攻克兰州杀肃王，然后又于十二月攻占甘州，杀甘肃巡抚林日瑞、总兵马妒等，而另一支由鲁文彬率领的军队在进攻西宁时，被当地土司击败，鲁文彬也被杀，贺锦驰援西宁，却被伪降的土司带入伏击圈而被杀，其部众悲愤之下猛攻西宁城，最后攻克西宁，算是为贺锦报了仇。
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