Đối với quân Thanh ở phía Nam Thăng Long, tình hình sáng mồng 5 Tết tuy căng thẳng, nhưng vẫn còn duy trì được. Hệ thống đồn trại của quân Thanh ở Ngọc Hồi và các địa điểm lân cận vẫn còn vững. Họ đã trụ được hai ngày. Viện binh của Đề đốc Hứa Thế Hanh cũng đã tham chiến. Nhưng bên phía Tây Sơn cũng đang tăng cường lực lượng.
Sáng ngày mồng 5, hoàng đế Quang Trung đích thân ra trận. Lực lượng tượng binh Tây Sơn cũng nhập trận trên toàn tuyến. Vào lúc mờ sáng, Đô ti Trần Nguyên Nhiếp của cánh quân Quảng Tây thấy tượng binh Tây Sơn từ trong núi kéo ra. Quân Thanh liền phát đại pháo oanh kích tượng trận. Đội hình tượng binh Tây Sơn chia ra thành hai cánh, đi vòng qua doanh trại tiền tiêu của quân Thanh, xông thẳng tới đại doanh của địch.
Để đáp trả lại, quân Thanh tung kỵ binh ra đánh. Nhưng kỵ binh trông thấy tượng binh Tây Sơn thì sợ hãi chạy lùi. Không giống như những con voi thời trung đại, trong trận này, tượng binh Tây Sơn có mang theo pháo và hỏa khí. Quân Thanh lui về cố thủ trong lũy, dùng súng điểu thương bắn ra.
Hoàng đế Quang Trung đã chuẩn bị sẵn sáu mươi tấm ván gỗ. Ông sai quân lính kết ba tấm lại với nhau, bên ngoài bọc rơm rạ thấm nước, làm thành 20 cái khiên lớn. Mỗi khiên gỗ có 10 quân sĩ kiêu dũng khiêng đi. Những người này chỉ đeo đoản đao sau lưng. Phía sau họ lại có 20 binh sĩ cầm binh khí. Tất cả hợp lại thành một đội 30 người, tổng cộng có 20 đội. Các đội này dàn thành một hàng ngang tiến lên. Hoàng đế Quang Trung đốc tượng binh đi phía sau.
Đội hình này vô hiệu hóa súng điểu thương của quân Thanh. Nhân lúc có gió Bắc thổi, quân Thanh bèn phóng hỏa yên đồng. Đó là một loại ống bắn ra khói mù. Nhưng lát sau, hướng gió thay đổi. Khói mù trở lại làm hại quân Thanh. Quân khiêng ván của Tây Sơn rảo bước tiến lên. Tới trước cửa lũy, họ vứt khiêng, rút đoản đao chém bừa. Binh lính phía sau cũng xông lên hỗ trợ. Tượng binh Tây Sơn cũng nhập lũy. Mỗi thớt voi có ba người lính ngồi trên đó. Họ ném hỏa cầu lưu huỳnh thiêu đốt doanh trại địch. Quân Thanh ở Ngọc Hồi bị rối loạn, phải tháo chạy. Nhưng trước mặt họ chợt vang nhiều tiếng nổ long trời. Đó là do quân Thanh bỏ chạy, lại xông bừa vào trận địa chấn địa lôi do chính mình bố trí, khiến chúng nổ tung.
Vì đại đồn đã vỡ, Đô ti Trần Nguyên Nhiếp cũng ra lệnh rút lui, “lấy thoái làm tiến”. Nhưng quân Thanh đã sớm rơi vào trong cái rọ do hoàng đế Quang Trung bày bố. Sáng sớm hôm đó, một chi binh Tây Sơn men theo bờ đê Yên Duyên ở phía đông. Họ đánh bại một toán đồn trú của quân Thanh ở Tương Trúc, rồi mở cờ gióng trống tiến vào sau lưng quân Thanh. Điều này khiến quân Thanh không dám rút lui bằng đường cái quan về Thăng Long. Họ chuyển sang phía Tây, đi qua Vịnh Kiều. Đón họ là lực lượng tượng binh của Đại đô đốc Bảo từ Đại Áng kéo tới. Một lượng lớn quân Thanh bị dồn vào Đầm Mực, bị tượng binh Tây Sơn đánh cho tan tác.
Trong số quân Thanh hỗn loạn có Đề đốc Hứa Thế Hanh. Ông ta là nhân vật số hai, chỉ sau Tôn Sĩ Nghị. Khi thấy đường lui đã bị cắt đứt, Hứa Thế Hanh giao ấn triện của mình cho một gia nhân, sai hắn đem về. Đó là lần cuối cùng người ta thấy vị Đề đốc của Thiên triều còn sống.
Một chỉ huy khác của cánh quân Quảng Tây là Thủ bị Lao Hiển còn giữ được một trại lẻ, dù đã bị quân Tây Sơn bao vây từ sáng sớm. Nhưng đến trưa, quân Tây Sơn tăng viện, lại đưa thêm tượng binh tới. Sau khi nếm mấy cơn mưa hỏa cầu, hỏa tiễn của quân Tây Sơn, lính của Lao Hiển cũng rối loạn. Lao Hiển cưỡi ngựa phá vây chạy trốn. Đột nhiên, ông ta thấy trời đất chao đảo, thoáng cái đã nằm đo đất. Thì ra lính Tây Sơn trông thấy đã vung giáo xiên vào bụng con ngựa ông ta cưỡi. Lao Hiển bị quân Tây Sơn bắt sống.
Hệ thống phòng ngự của quân Thanh ở phía Nam Thăng Long bị vỡ tan tành. Theo lời các giáo sĩ, hoàng đế Quang Trung đích thân cầm hai thanh đoản đao tham chiến. Trong trận này, một viên tướng là Đặng Văn Long muốn lập kỳ công, nên mặc áo trắng, lưng đeo cung, tay cầm trường kích xông vào đánh địch. Quang Trung từ xa trông thấy, sai người phi ngựa tới hỏi xem người áo trắng đó là ai, và gọi Đặng Văn Long tới diện kiến.
Mặc dù vậy, một số tàn quân Thanh vẫn thoát được. Tổng binh Trương Triều Long, Tham tướng Dương Hưng Long trổ vòng vây chạy về tới Thăng Long. Hành trình của họ dừng lại ở đây. Cầu phao đã đứt. Cả hai đều bị thương nặng, chết ở phía Nam sông Nhĩ Hà. Cầu phao không chỉ đứt, mà còn bị xác người ngựa nằm la liệt trên cầu đè cho chìm xuống. Đô ti Trần Nguyên Nhiếp cũng chạy thoát được tới cầu. Ông ta lần mò đi trên cây cầu chìm để vượt sông. Cả người Trần Nguyên Nhiếp chìm dưới nước, chỉ còn cái đầu thò ra trên mặt nước, cuối cùng cũng vượt được sông.
Trên đường truy kích, quân Tây Sơn hạ luôn đồn Văn Điển. Ngày hôm đó, hoàng đế Quang Trung tiến vào Thăng Long. Chiếc áo trận ông mặc sạm đen vì khói súng. Khác với những lần trước, ông vào Thăng Long như một người anh hùng chiến thắng. Nhà thơ Ngô Ngọc Du tả lại cảnh tượng lúc đó: “Ba quân đội ngũ chỉnh tề tiến. Trăm họ chật đường vui tiếp nghênh”.
Buổi chiều hôm đó, Tôn Sĩ Nghị biết tình thế đã tuyệt vọng. Ông ta bảo Đề đốc Ô Đại Kinh quay về, đưa cánh quân Vân Quý rút về nước. Lúc này, quân Tây Sơn cũng đã tìm thuyền nhỏ, vượt qua sông muốn cắt đường lui. Tôn Sĩ Nghị sai quân đánh chặn hậu, còn mình thì cùng với bọn Phó tướng Tôn Khánh Thành chạy về Thị Cầu. Thủy quân Tây Sơn đã nhanh chóng có mặt ở đó. Lực lượng của họ có chừng 100 – 200 chiếc, nhưng không đến gần mà chỉ từ xa bắn pháo vào tàn quân Thanh.
Một số đồn trại của quân Thanh ở hướng Tây Nam vẫn còn cố thủ thêm được một lúc. Ngày mồng 6, quân Thanh ở đồn Nam Đồng giương cờ đầu hàng. Quân Điền Châu ở Đống Đa cũng chống cự ác liệt. Khi thấy tình thế đã tuyệt vọng, thổ Điền Châu là Sầm Nghi Đống sai gia nhân mang ấn triện của mình trốn về. Người ta nhìn thấy Sầm Nghi Đống hướng về phía Bắc lạy vua Càn Long rồi giục ngựa xông vào quân Tây Sơn. Ông ta bị chặt cụt một cánh tay, ngã xuống ngựa. Quân Tây Sơn bồi thêm mấy nhát giáo, trừ hại cho dân chúng Điền Châu. Theo lời các giáo sĩ thì đồn này bị tiêu diệt vào sáng mồng 6. Nhưng theo lời Nguyễn Hựu Cung, đến chiều mồng 7, quân Điền Châu ở đồn Đống Đa mới bị tiêu diệt hoàn toàn.
Ngày mồng 9, Tôn Sĩ Nghị rời Thị Cầu, rút lui về Lạng Sơn. Bộ binh Tây Sơn cũng đuổi tới, thiết lập trận địa ở sông Thọ Xương. Tin này làm cho Tôn Sĩ Nghị khiếp sợ. Ngày 11, ông ta bỏ Lạng Sơn, trốn qua ải Trấn Nam để về nước. Tôn Sĩ Nghị còn để lại một lực lượng nhỏ do bề tôi nhà Lê là Vũ Đình Tử coi giữ. Ông này đảm nhiệm việc đốc vận đài lương số 14 ở Lạng Giang. Nhưng không lâu sau, quân Tây Sơn kéo tới. Quân Lạng Sơn bỏ chạy tứ tán. Vũ Đình Tử cũng trốn về quê. Quân Tây Sơn đánh tiếng là sẽ vượt ải ruổi dài, chém giết không lui, đến khi nào bắt được Chiêu Thống mới thôi. Dân chúng dọc biên giới nước Thanh được một phen sợ hãi mất mật.
Tình thế căng thẳng đó che đi những vận động chính trị ngấm ngầm. Giữa lúc binh mã hỗn loạn ngày mồng 5 Tết, Tôn Sĩ Nghị đã phái một sứ giả tìm cách đưa thư cho hoàng đế Quang Trung. Trong thư, ông ta đề nghị hãy giải quyết xung đột bằng đàm phán ngoại giao. Hoàng đế Quang Trung cũng chấp nhận.
Ngày 22 tháng Giêng, sứ giả Tây Sơn lần đầu tiên gõ cửa ải Trấn Nam, nối lại liên lạc với phía Thanh. Ba ngày sau, người lính cuối cùng của cánh quân Vân Quý mới rút khỏi lãnh thổ nước ta. Một cuộc đấu tranh mới bắt đầu, lần này là trên mặt trận ngoại giao. Vua tôi Lê Chiêu Thống chưa được hưởng bao nhiêu vị ngọt khi đồng minh nhảy vào, sẽ lập tức nếm được vị đắng khi đồng minh tháo chạy. Nhưng đó là một câu chuyện khác.
Sơn hà bị rạch đôi. Trịnh và Nguyễn mỗi bên giữ một mảnh non sông. Trong cuộc chiến nhằm nhất thống thiên hạ này, bạn sẽ chọn ai làm chân chúa?
