这场战争经历三年之久，朝廷军队大伤元气。朱棣用长驱直入的战略，渡黄河、越淮河、过长江，锐不可挡，不少守将一见朱棣大军杀来，不是弃城逃跑，就是开门投降。建文四年（1402年）五月，建文帝见大势已去，只好以割地为条件，派人向朱棣求和。此时，朱棣认为破京师已不费吹灰之力，怎肯就此善罢甘休。六月初，朱棣挥师渡江。一时间，金鼓齐鸣，杀声震天，兵临京师（今南京）金川门城下。守将李景隆和谷王朱蘅门出降，南京城不攻自破。突然，宫中燃起熊熊大火。朱棣派人搜遍京城，也未找到建文帝。有人说建文帝自焚身亡；也有人说，建文帝趁宫中火起、城中大乱之时，从地道里逃出城外，削发为僧。建文帝的下落如何，成了明史上的一个疑案。朱棣进京后，继续以“维藩”相标榜，把建文帝的五十多位近臣指为奸臣张榜宣布，分等级悬赏捉拿。即帝位后，对这些人大肆诛戮。为建文帝出谋削藩的齐泰、黄子澄都被全族诛杀。方孝孺案株连最广。
方孝孺是建文帝的文学博士。朱棣进京后，将他逮捕入狱。后来，朱棣准备登基，需要人起草即位诏书。众朝臣都推举方孝孺。方孝孺被释出狱，朱棣下旨让他草诏。
这一天，方孝孺穿着孝服来到廷殿，悲恸大哭。朱棣对他说：“我是学习周公辅成王的。”方孝孺问道：“成王如今在何处？”朱棣回答：“他自焚而死了。”“为何不立成王之子？”“国家需要年长君主掌朝。”“那为何不立成王之弟？”朱棣愠怒未发，从座位上站起，走近方孝孺身旁，耐心地对他说：“此乃朕之家事，先生请别过问太多。”遂令左右拿笔札给他，又说：“诏天下，非先生不可。”方孝孺掷笔于地，边哭边骂道：“诏书我决意不草，死亦无妨！”朱棣恼羞成怒，厉声骂道：“朕偏不让你马上死，就是你自己不怕死，难道不怕株连九族吗？”方孝孺愤然回答说：“即使诛十族，你也无奈我何！”朱棣下旨将他又关进狱中，并大抓他的亲族朋友门生，每抓一人，都带来让方孝孺看一看。但方孝孺始终不为所动。接着，九族全诛，方孝孺被处以磔刑。朱棣还不解恨，又将他的朋友门生作为“一族”，也全都杀掉。方孝孺一案，共杀死八百七十三人，而发配充军被折磨而死者不算在内。史书上称朱棣的大清洗为“瓜蔓抄”，意即如藤蔓攀连般地搜罗罪人，凡是被列榜为“奸臣”而沾亲带故的，均在清洗之列，被杀者达数万人之多。
朱棣本是以诛讨主张削藩变乱祖制的奸臣为借口起兵“维藩”的，但朱棣当上皇帝后，在对待藩王的问题上，同样采取的是削藩政策。他本人是以藩王起兵夺取皇位的，深知军权过重的藩王对中央皇权的威胁。不过，他即位后为掩人耳目，恢复了周、齐、代、岷四位亲王的封藩。但未过数月，就借故列举罪名，削除了代王和岷王的护卫军队。继而在永乐四年（1406年）废齐王为庶人。永乐十年（1412年）,削除了辽王的护卫军队。明太祖时拥有护卫军八万的宁王，也于永乐二年（1404年）从边塞改封到南昌。宁王亲历几个藩王的结局，因此，到了南昌后，以韬晦为计建筑华丽的宫殿，终日深居其间鼓琴读书，不过问政事，所以在永乐年间得保平安。周王也自动献出护卫军队，以减少朱棣的疑忌。于是，经过几年的削废藩王实力，威胁最大的几位藩王的护卫军队几乎全被解除。
朱棣继续削藩的结果，造成了北方的空虚。这时的蒙古不断骚扰，朱棣不放心，便于永乐十五年（1417年）六月，征调了上百万工匠和农民，动工扩建北京城。永乐十八年八月竣工。永乐十九年正月，明王朝迁都北京，以南京作为陪都。迁都北京，对于加强对北方和东北地区的控制、维护全国统一有积极的意义。