Ngày 30 tháng tháng chạp, vua Quang Trung hạ lệnh tiến quân. Vua Quang Trung cho chia quân thành 5 đạo, đúng ngày gióng trống khua chiêng lên đường ra Bắc. Khi đến sông Thanh Quyết, quân Thanh do thám đi từ xa thấy bóng cũng chạy nốt, vua cho người đuổi theo đến Phú Xuyên thì bắt sống được hết không để tên nào chạy thoát nên quân Thanh ở Hà Hồi và Ngọc Hồi vẫn không hay biết gì. Nửa đêm ngày mồng 3 tháng Giêng năm Kỉ Dậu (1789), vua Quang Trung tiến đánh đồn Hà Hồi. Khí thế quân Tây Sơn mạnh hơn bội phần khiến cho địch rụng rời sợ hãi, liền xin ra hàng, vũ khí bị quân ta lấy hết. Vua Quang Trung chiếm được thành Hà Hồi mà không cần phải khởi dụng binh đao. Vua cưỡi voi đốc thúc sát phía sau, đến mồng 5 tháng giêng thì đến sát thành Ngọc Hồi. Quân Tây Sơn dưới sự lãnh đạo của vua Quang Trung, gấp rút tiến quân, vừa che chắn, vừa xông thẳng lên phía trước. Vua Quang Trung sừng sững ngồi trên voi chỉ huy trận đánh, tiếng vua vang rền như tiếng sấm khiến cho quân ta càng thêm vững vàng, xông tới mà đánh. Quân Thanh không chống đỡ nổi, bỏ chạy tán loạn, giày xéo lên nhau mà chết. Tên thái thú lúc bấy giờ là Sầm Nghi Đống tự thắt cổ mà chết. Vua tôi Lê Chiêu Thống cũng hốt hoảng chạy trốn.
