怀来击败宋忠，是朱棣起兵后第一次大规模的战斗。这次战斗，斩首数千人，缴获战马八千余匹和大量的军械。更为重要的是，怀来之战解除了北平周围的军事威胁，提高了军威。不久开平、龙门、上谷、云中、永平等处守军纷纷投降，壮大了朱棣的力量。
真定大战八月，建文帝命老将耿炳文率兵13万征讨燕王。由于朱元璋几次借故大杀功臣后，朝廷中已经没有几个能征惯战的武将了，所以尽管耿炳文当时已经65岁了，也只能披挂出征。耿炳文和朱元璋一样，都是濠州人。当年他驻守长兴10年，抵御张士诚的进攻，"大小数十战，战无不胜"。朱元璋十分满意，建国后封他为长兴侯，为一等功臣。建文帝命其为主帅，有一举歼灭燕王之意。耿炳文驻军真定，派前锋9000人据守雄县。朱棣探知清楚后，于八月十五日悄然来到雄县。正值中秋之夜，守城士兵饮酒赏月，放松了警惕。当发现燕兵时，朱棣的军队已经攀上了城墙，守军仓促应战。这支部队是南军的精锐，战斗力很强，直到第二天破晓之时，朱棣才攻占县城，南军全部力战而死。
离雄县50里的莫州，潘忠、杨松率军驻守。朱棣料定二人会来援救，命千余勇士埋伏在必经之路的月漾桥下的水中。潘忠果然带兵来援，见雄县已失，想退回莫州，不料燕兵突然从水中冒出来，占据了月漾桥。这样前后夹击，南军大败，许多人掉进河里淹死了，潘忠被俘。朱棣乘胜追击，招降了莫州留守的万余人。一天之内，南军损失了3万人马。
在莫州投降的南军中，有一个名叫张保的将领表示愿意为朱棣效力，并将南军虚实告诉了朱棣。这时南军尚有10万人马，驻兵真定，分为两营，列于河两岸，互相声援。朱棣遂命张保回到耿炳文营中，渲染燕军马上就要进攻了。很多将领不明所以，认为南军势大，不如突然袭击。现在将张保放回，想要攻其不备也不可能了。朱棣自有一番道理：耿炳文知道燕军来攻，担心燕军势盛，必然会移营合兵一处，这正是攻击的好时机。事情正如朱棣所料，耿炳文令移营合兵。朱棣趁机率军猛攻，南军仓促应战。战斗十分惨烈，最终南军不敌燕军铁骑，退守真定城，不再出战。耿炳文长于固守，而所率军兵多步兵；燕军多骑兵，擅长野战。朱棣认为耿炳文是富有作战经验的老将，不好对付，担心时间一长，士气低落，遂围城三日后退回北平。
真定一战，南军损失数万人马，但主力尚存。如果坚持固守策略，朱棣还真没有什么好办法。然而建文帝对战事甚不满意，命李景隆接替耿炳文，意图从速歼灭燕王朱棣。临阵换将，本是兵法大忌，何况是以弱换强。当年秦赵长平之战，赵王不理解老将廉颇的固守战略，听信反间计，换了饱读兵书而一无用处的赵括上去，结果40万赵卒埋身长平，也为后世留下了纸上谈兵的笑柄。建文帝此次换掉耿炳文，实为一大失策，给燕王提供了战机。
郑村坝之战李景隆接替耿炳文，合兵50万。他是朱元璋外甥李文忠的长子，长得高大威猛、仪表堂堂，喜读兵书，然而缺乏作战经验，是一个纸上谈兵的纨绔子弟。建文帝将希望寄托在他的身上，恩宠有加；而对于朱棣来说，他只是当年被秦军坑杀40万卒的赵括式人物。当朱棣得知李景隆带兵时，喜不自禁。朱棣认为李景隆"为将政令不修，纪律不整，上下异心，死生离志，败一也；今北地早寒，南卒衣褐者少，披触霜雪，手足皲瘃（ｚｈú），甚有堕指之患，况马无宿稿，士无嬴粮，败二也；不量险易，深入趋利，败三也；贪而不止，智信不足，气盈而愎，仁勇俱无，威令不行，三军易挠，败四也；部曲喧哗，金鼓无节，好谀喜佞，专任小人，败五也"。这个分析虽然有燕王鼓舞士气的因素，但却是看到了李景隆的致命弱点。
李景隆放弃了耿炳文稳健的策略，率军直扑北平，分兵三处：一军攻打北平九门；一军攻打永乐八年成祖敕谕通州；自己驻扎郑村坝（北平东20里）。当时朱棣赴大宁寻求救兵，北平守备空虚。攻打北平的战斗十分激烈，正阳门情势岌岌可危。燕王妃徐氏亲率妇女登城，投掷石块，帮助守卫城门。主攻彰义门的瞿能父子骁勇善战，率领精骑一度攻入城内，然而李景隆却命令等待大队人马，结果贻误战机，守军以水泼城，一夜成冰，第二天已经难以攀爬了。守军并没有一味死守，而是在夜里不断派遣小股部队骚扰南军，弄得南军精疲力竭，人心不宁。
十一月，朱棣已经收编了宁王的部队归来，包括能征惯战的朵颜三卫骑兵，实力大为增加。李景隆派陈晖率一万骑兵东行，寻找机会迎击燕军，不期两队人马没有走到一条路上，未曾相遇。后陈晖发现了燕军，从后面尾随而来，准备前后夹击。朱棣察觉后，命精骑回头迎击，将其一举击溃，陈晖只身逃回军中。燕军士气大振，燕王乘势派朵颜三卫猛冲南军。朵颜骑兵锐不可当，疾风暴雨般连破南军七营。李景隆整顿军马，在郑村坝与燕军决一死战。这场战斗，数十万军马从中午一直打到晚上，尸横遍野，十分惨烈。朱棣趁着天黑，派奇兵左右冲杀，搅乱了南军的阵营，然后燕军正面猛攻，占据了上风。当日未分胜负，双方各自收兵回寨。李景隆没有经历过这样惨烈的战斗，初战不利，感到难以取胜，连夜拔营南遁，匆忙之中竟然没有通知围攻北平九门的将士。攻打九门的将士失去主力的掩护，仅两天就被朱棣击败，北平之围始解。
这一战中，守城的燕王世子朱高炽作用不可低估。他以城中老弱残兵坚守北平城，面对李景隆数十万大军的攻击而岿然不动，有力地牵制住了南军，保住了燕王朱棣的根据地。假设北平被攻占，朱棣将面对另一番景象，胜负的天平尚不知会倾向哪边。同时，这也可以看出李景隆是多么无能，印证了朱棣对他的分析。