燕军行至淝河，明将平安率军四万蹑随其后。观察地形后，朱棣判断道：“滨河地带多树木，敌兵必疑我军设伏，淝河地平少树，彼不疑，可伏兵。”他亲师jīng兵两万，持三日粮，至淝河设伏。临行，他嘱戒诸将，一俟燕兵与敌军开战，立即在一路上命未投入战斗的士兵齐举火炬，以惊吓明军。
平安明军将至，朱棣又派数百燕军快马迎前，见了明军，故作惊慌状，丢下大批看似像金帛的袋子，掉转马头逃走，以诱引明军入伏击圈。明军士兵纷纷下马，争抢大袋子里的“货物”。打开一看全是烂草。这样一来，明军骑阵稍乱。喧哗之间，已入燕军埋伏圈。
一声锣响，燕兵跃起，平安所率明军知道中计，掉头就走。平安自率三千骑兵奔亡于北岸，燕王朱棣仅以数十骑人马，横挡住平安去路。平安手下有员蒙古族勇将名叫火耳灰，先前也在燕王手下为将。入侍京师数年，被建文帝派到平安手下充当主力。火耳灰识得燕王面目，手执长槊就奔朱棣奔来。朱棣手下燕将童信一箭she中火耳灰的坐骑，燕兵生擒火耳灰。火耳灰的部曲哈三贴木耳也很勇猛，见主将被擒，也策马杀到，又被燕军she落马下生俘。明军见状惊恐，大败而去。
当晚，朱棣释放火耳灰等人，并以这些憨厚忠勇的蒙古人为贴身侍卫，诸将劝他小心，朱棣不听。北人质鲁朴实，朱棣看准了这点，故而用人不疑。
朱棣挥师临淮，大破明军后勤部队。明兵部尚书铁铉率部来迎，燕军jiāo战失利，危急之间，朱棣幸得火耳灰等蒙古侍卫翼护，有惊无险。（火耳灰报恩也真快）
1402年5月，明将平安在小河南岸扎营，燕军于河北岸驻营。各自准备后，双方于清早jiāo战。混战之间，平安左刺右杀，在北坂和燕王朱棣马头相对，此时，平安也顾不得“莫伤朕叔父”的诏令，举槊急击，数次差点刺中朱棣。遇见对方动真格的，朱棣身手再好，心中也十分着慌。幸亏燕军蕃骑指挥王骐赶到，跃马直冲平安，平安坐骑又蹶了一下，朱棣才逃得一命。
双方大战一整天，各有死伤。“于是南军（明）驻桥南，北军（燕）驻桥北，相持者数日。”不久，明军粮尽，燕兵乘间袭击。恰适明将徐辉祖军至，双方又大战于齐眉山，“自午至酉，胜负相当”。乱战之中，燕将王真、陈文、李斌等人都临阵被杀，诸将心生恐惧，纷纷劝朱棣：“我军深入日久，暑雨连绵，淮土蒸湿，疾疫多发，不如回军至小河之东，休息士马，再作打算。”
朱棣坚持前进，他说：“兵事有进无退！现在我军胜势已见，如果反而掉头北返，军心马上解体！”众人之中，只有燕将朱能坚决站在燕王一边，苦劝诸将再做坚持，莫生退心。
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，往往真到做战时全无体力。
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jīng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pào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pào，何福部下明军误认为是自己军营突围的pào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。（平安，安徽滁州人，小字保儿。其父平定从太祖朱元璋起兵，与大将常遇chūn进攻元大都时战死。平安当初还做过朱元璋养子，骁勇善战，力大无比。他以列将征燕，多次击败燕军。燕军有一勇将王真，朱棣常夸示人说：“诸将奋勇如王真，何事不成！”淝河之战，平安单骑挑王真于马上，勇冠诸军。因此，燕军见平安被擒，军中欢呼动地，纷纷大叫：“吾辈自此就安全了！”朱棣为收买人心，当时把平安械送北平。称帝之后，还以平安为北平都指挥使，不久就改授后府都督佥事（人武部长）的虚职。永乐七年，朱棣巡视北京，快入城时，见章奏中还有平安的名字，使对左右说：“平保儿尚在耶？”平安闻讯，知道朱棣仍怀嫌猜，马上自杀身亡。朱棣外宽内忌，由此也可见一斑）
从此，明兵情势急转直下。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，主师杨文被擒，没有一个人能到济南（辽东明军之所以迟迟赶到，主要是朱棣约好鞑靼兵不断骚扰边境，牵制了辽东的明军，可见朱棣还是个有“卖国”嫌疑的反贼）。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pào，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gān，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？”