李自成进入北京后，大顺政权控制了整个西北、华北、鲁豫两省和湖北、江苏的部分地区，广袤数千里。大顺军在北京做的主要工作是：接管明朝中央和地方政权，没收贵族、官僚的财产，追赃助饷，准备南征，筹备即位大典，并努力稳定社会秩序。然而，大顺军的领导者在战略上犯了一个致命的错误，那就是对大局认识不清，没有认识到关外的满清政权是与自己争夺天下的最强有力对手，从而放松了戒备，结果一着失错，满盘皆输。
在皇太极统治时期，清政权就已定下夺取明朝天下的计划，但因山海关始终控制在明朝的手中而未能得志，只能绕道蒙古，从北面突入长城，骚掠京畿地区。皇太极死后，清皇室发生争夺皇位的斗争，但很快达成妥协，共立6岁的皇九子福临为帝，由皇叔父睿亲王多尔衮和从叔父郑亲王济尔哈朗一同辅政。不久，多尔衮专权，称摄政王，成为清政权强有力的领导者。这时，李自成已控制西北，并以破竹之势进军北京。1644年3月5日，清廷派人送信给大顺军，表示“欲与诸公协谋同力，并取中原”。信送到大顺军榆林守将王良智手中，王随即奏知李自成。遗憾的是，李自成并未因此给清廷以足够重视。
清廷对关内虎视眈眈，大顺军的主要将领则忙于追赃助饷，文官则忙于筹备登极典礼，等待加官进爵，对于屯居在山海关一带的明辽东总兵吴三桂的势力，仅派降将唐通率8 000兵马前去招降。吴三桂和山海关总兵高第接受了招降。山海关由唐通接管，吴三桂则率部前往北京，准备朝觐李自成，接受新命。4月30日，吴三桂行军至永平府（府治在卢龙县），一两天后到玉田，得知在北京的父亲吴襄被大顺军将领刘宗敏逮捕，“索饷二十万”，爱妾陈圆圆也被刘宗敏占有。吴三桂本来是个军阀，政治态度完全以个人和家庭利益为转移，听说家属受害，便一怒回击山海关，打败唐通，夺关自守，并招引清兵入关。
5月9日，清廷已得知明朝灭亡的消息，内秘书院大学士范文程上书多尔衮，建议入主中原，一统天下，并指出“我国虽与明争天下，实与流寇角也”。14日，清廷聚兵十四五万，“往定中原”。
18日，李自成率兵6万东征吴三桂。
20日，行军至翁后（辽宁北镇附近）的多尔衮接到吴三桂的“泣血求救”信，急奔山海关。
22日，李自成进军永平，并增兵至10万。
25日，吴三桂的使者到达连山（辽宁锦西），向多尔衮告急，清兵于是昼夜兼程。
26日，李自成率军抵达山海关城下，对吴三桂的约8万军队发起猛攻。当晚昏黑，清兵进屯关外欢喜岭。27日晨，据守北冀城的吴军向李自成投降，吴三桂见形势严峻，急投清兵营中请降。午后，清兵乘大顺军与吴军战得疲劳之机，突然杀入战阵。大顺军对辫发清兵的参战毫无精神准备，顷刻间败下阵去。
31日，李自成退回北京。6月3日，在武英殿草草举行登基大典。4日晨，即率部西撤。5日，清兵进入北京，为崇祯帝发丧，谥为怀宗端皇帝，并打出为崇祯帝复仇的旗号，以拉拢明朝的遗留势力。
李自成由于不重视根据地的建设，没有及时下力气组织恢复社会生产，当然是兵败如山倒，1645年2月，再败于潼关，4月，三败于武昌。6月初，又大败于江西九江西面40里处，大将刘宗敏、军师宋献策等人被清兵俘获，丞相牛金星则不辞而别。6月5日左右，李自成行至湖北通山县九宫山下，遭地主武装的突然袭击，不幸遇害，时年39岁（一说这是李自成为了促成义军的联明抗清而制造的假象。其实李自成并未死，而是隐居湖南石门县的佛寺当了和尚，直至终老。）。
在李自成从西北进攻北京的时候，张献忠率部进入四川，如风卷残云，迅速平定全境。1644年12月26日，张献忠改成都为西京，自称大西王，国号大西，年号大顺。1646年秋，张献忠率军北上，兵锋直指陕西清兵。不料广元镇守刘进忠降清，引清兵偷袭西充凤凰山大西军老营。张献忠毫无戒备，仓皇应战，不幸中箭身亡。
随着清兵的入关，对关内实行野蛮的薙发与屠杀政策，民族矛盾上升为主要矛盾。大顺、大西军的余部，在新的形势下，走上了与南明政权联合抗清的道路。
1644年5月20日，明福王朱由崧在南京即帝位，以次年为弘光元年，建立南明小朝廷。1645年（清顺治二年）6月9日，清军攻破南京，随后在芜湖俘获福王，押往北京斩首。福王政权灭亡。随后，明朝残余势力又相继在浙江绍兴建立鲁王政权（1645—1653年），在福建福州建立唐王政权（1645—1646年）。1646年12月24日，明桂王朱由榔在广东肇庆即帝位，建元永历。农民军与桂王政权联合进行了不懈的抗清斗争。但是，南明的四个小朝廷丝毫未改明末的腐败，大敌当前，仍是党争不绝，更无法对农民军推心信任，内讧不断，自我削弱，结果节节败退，桂王退入缅甸。1661年（清顺治十八年）秋，吴三桂率清军10余万入缅，押桂王回云南。翌年夏初，吴三桂杀桂王于昆明。大西军将领李定国得知桂王被害，悲痛万分，染重病离世，前后坚持十余年的大西军余部的抗清斗争结束。
1664年（清康熙三年），川东、湘西的抗清义军失败，大陆上的抗清斗争基本上随之终止。
