Mở đầu sự nghiệp dẹp loạn, Đinh Bộ Lĩnh đã đánh bại lực lượng do Lữ Xử Bình và Kiều Công Hãn ở triều đình Cổ Loa, là những quyền thần nhà Ngô trực tiếp tranh giành ngôi vua [30].

Sứ quân Đỗ Cảnh Thạc là một sứ quân mạnh, có thành cao hào sâu. Theo thần phả Độc nhĩ đại vương ở Thanh Oai, Đỗ Cảnh Thạc là người trí dũng mưu lược, Đinh Bộ Lĩnh phải bàn mưu tính kế mà đánh. Ban đêm, Đinh Bộ Lĩnh cho quân bao vây 4 mặt thành và tiến đánh bất ngờ vào Trại Quyền. Bấy giờ Đỗ Cảnh Thạc đang ở đồn Bảo Đà, quân tướng không ứng cứu được nhau, bị mất cả thành luỹ, đồn trại, lương thực bèn bỏ thành chạy. Hai bên giao tranh hơn một năm sau, Đinh Bộ Lĩnh hạ được thành. Đỗ Cảnh Thạc bị trúng tên chết.

Sứ quân Nguyễn Siêu chiếm Tây Phù Liệt (Thanh Trì, Hà Nội). Được tin Đinh Bộ Lĩnh sắp đánh. Nguyễn Siêu đem 1 vạn quân đóng ở Thanh Đàm dùng Nguyễn Trí Khả làm tiên phong, Trần Côn làm tá dực, Nguyễn Hiền làm tổng quản các đạo quân, ngày đêm luyện tập, đào hào đắp luỹ để phòng bị. Trong trận giao tranh đầu tiên Đinh Bộ Lĩnh bị mất 4 tướng là Nguyễn Bồ, Nguyễn Phục, Đinh Thiết và Cao Sơn. Lần thứ 2 Đinh Bộ Lĩnh bày binh bố trận giao chiến. Nguyễn Siêu chia một nửa quân ở lại giữ thành, một nửa cùng sứ tướng vượt sông tìm viện binh của các sứ tướng khác. Gần tới bờ bắc, gặp gió lớn, thuyền bị đắm. Đinh Bộ Lĩnh biết tin, bèn sai võ sĩ nửa đêm phóng lửa đốt doanh trại. Quân Nguyễn Siêu tan. Nguyễn Siêu tử trận.[31]

Sứ quân Kiều Công Hãn đóng tại Phong Châu, chiếm 3 châu Thái Châu, Hào Châu và Phong Châu xưng là Kiều Tam Chế. Trước thế mạnh của sứ quân Đinh Bộ Lĩnh, Kiều Công Hãn thua chạy đem quân xuống phía nam với ý định hợp sức với Ngô Xương Xí. Khi đến thôn Vạn Diệp (Xã Nam Phong, Nam Trực, Nam Định) bị một hào trưởng địa phương là Nguyễn Tấn đem quân chặn đánh, Kiều Công Hãn bị thương chạy đến Lũng Kiều thì mất.[32]

Nguyễn Thủ Tiệp sau khi chiếm toàn bộ châu Vũ Ninh tự xưng là Vũ Ninh Vương. Khi giao tranh thì Nguyễn Thủ Tiệp ở Tiên Du cũng không chống nổi Đinh Bộ Lĩnh, bỏ chạy về Cần Hải (Cửa Cồn, Quỳnh Lưu, Nghệ An) đánh nhau vài trận rồi chết ở trang Hương Ái.[33]

Nguyễn Khoan khi lớn mạnh xưng là Quảng Trí Quân, tức vị Vua vĩ đại. Cuối năm 967, Đinh Bộ Lĩnh dẫn quân lên vùng Tam Đái, Nguyễn Khoan chống không nổi, tử trận. Hai tướng và hai bà vợ của sứ quân này tự vẫn ở Ao Nâu, cạnh gò Đồng Đậu.

Sau khi Đinh Bộ Lĩnh tấn công thành Hồi Hồ, tướng quân Kiều Thuận chống không nổi đành vượt sông Hồng chạy sang thành Mè kết hợp với Ma Xuân Trường chống lại Đinh Bộ Lĩnh. Đinh Bộ Lĩnh đánh chiếm thành Mè, Kiều Thuận tử trận. Ma Xuân Trường chạy lên Yên Bái trốn thoát. Ngày nay, thị xã Phú Thọ còn dấu tích thành Mè. Làng Trù Mật xã Văn Lung thị xã Phú Thọ có đền thờ Ma Xuân Trường và Kiều Thuận.[34]

Lý Khuê chiếm giữ vùng đất Luy Lâu bờ nam sông Đuống, đặt căn cứ ở Siêu Loại (Thuận Thành). Theo thần tích ở xã Bình Sơn (Thuận Thành, Bắc Ninh) thì sứ quân Lý Khuê đánh nhau với Đinh Bộ Lĩnh bị thua và mất ở làng Dương Xá (nay thuộc Gia Lâm, Hà Nội).

Đầu năm 968, sau khi chiếm lại vùng Bắc Ninh, vốn do các sứ quân Nguyễn Thủ Tiệp và Lý Khuê cát cứ, Vạn Thắng Vương Đinh Bộ Lĩnh chuyển quân về Siêu Loại, cho Đinh Liễn và Nguyễn Bặc đem ba ngàn quân tiến đánh quân Lã Đường. Lã Đường chủ trương tản quân, đóng giữ chỗ hiểm yếu rậm rạp vùng bùn lầy. Hễ quân Hoa Lư đi đông thì tránh mà đi lẻ là chặn đánh, diệt một vài lính, rồi lại bỏ chạy. Nguyễn Bặc bày kế cho quân Hoa Lư tập trung, tập kích quân lương tiếp vận của quân Lã Đường. Trong vòng 7 ngày, vòng đai phòng thủ bên ngoài của quân Lã Đường bị tiêu diệt hoàn toàn, Đinh Liễn, Nguyễn Bặc đánh sâu vào trung tâm, bắt được Lã Đường, chém chết, thu phục hoàn toàn đất Tế Giang.

Để thực hiện nhiệm vụ dẹp loạn và thống nhất đất nước, Đinh Bộ Lĩnh đã khôn khéo vận dụng kế sách chính trị kết hợp với quân sự. Khi lực lượng còn non yếu, ông đã liên kết với sứ quân Trần Lãm ở Bố Hải Khẩu (Thái Bình) rồi thu phục được Phạm Bạch Hổ ở Đằng Châu (Hưng Yên) về làm Thân vệ tướng quân. Cuối cùng khi lực lượng đủ mạnh ông không tiêu diệt mà hàng phục Ngô Nhật Khánh ở Đường Lâm (Hà Nội), Ngô Xương Xí ở Bình Kiều (Thanh Hóa) vốn là những hậu duệ nhà Ngô để lấy lòng thiên hạ.[35]

Chỉ trong vài năm, Đinh Bộ Lĩnh lần lượt đánh thắng 11 sứ quân khác, được xưng tụng là Vạn Thắng Vương. Chiến tranh kết thúc năm 968. Đinh Bộ Lĩnh lên ngôi hoàng đế. Thắng lợi của Đinh Bộ Lĩnh là thắng lợi của xu hướng thống nhất quốc gia, của tinh thần dân tộc và ý chí độc lập trong nhân dân. Việc vua Đinh Tiên Hoàng khéo kết hợp dùng võ công và biện pháp chiêu hàng các sứ quân để sớm chấm dứt loạn 12 sứ quân là rất kịp thời, vì không lâu sau đó nhà Tống duỗi tới Quảng Châu, diệt nước Nam Hán (971), áp sát biên giới Đại Cồ Việt. Nếu không có sự xuất hiện của Đinh Bộ Lĩnh để thống nhất quốc gia bị chia sẻ tan nát, Việt Nam khó thoát khỏi họa xâm lăng từ phương bắc tái diễn khi nhà Tống hoàn thành việc thống nhất Trung Hoa.