建文二年（1400年）四月，双方又战于白沟河， 李景隆再次战败， 燕师乘胜围攻济南。
山东参政铁铉固守济南，以逸待劳，燕师久攻不下，败还。
九月，朝廷升铁铉为山东布政使，改命盛庸代李景隆。
十二月，盛庸率师与燕军会战于东昌，燕师大败，主将张玉战死。
建文三年（1401年），建文帝恢复齐、黄官职。
二月，燕师再度南下。
三月，在滹沱河打败盛庸，再在藁城打败吴杰等。
朱允炆以放逐齐、黄为名，使他们外出募师勤王。
当时，朱棣虽多胜，但损失颇重，而朝廷军源颇广，燕军于河北、山东一带所攻下的城邑，兵回后又为朝廷兵所据。
建文三年（1401年）底，有内臣自京师告密，朱棣得知南京空虚可图，决计改变战略。
建文四年（1402年）正月，朱棣率师南下。
四月，连破何福、平安大军。
五月克泗州、盱眙， 兵指扬州。
建文帝遣庆成郡主至燕师，乞割地求和，燕王不许。
建文四年（1402年）六月，江防都督陈瑄以舟师降燕，燕师渡江，下镇江，直逼南京。
谷王朱橞与李景隆开金川门降，南京城陷，宫中火起，朱允炆不知所终。
建文四年（1402年）六月十七日，朱棣拜谒孝陵，然后在南京奉天殿即皇帝位。
七月初一日，祭告天地，宣布革除建文年号，改当年为洪武三十五年，次年为永乐元年（1403年）。
从此开始了他二十二年的统治。
朱棣即位后的首要任务是宣传自己即位的合法性和处置政治反对派。
建文四年（1402年），朱棣攻占南京后，开列“奸臣榜”，诛杀了一部分建文朝臣。
例如方孝孺十族被杀者八百七十三人，其门生卢原质、郑公智、林嘉猷皆殉难 ，开创株连十族的先河！
黄子澄、齐泰等被诛杀灭族 ，练子宁之死，弃市者一百五十一人，家族被抄没戍远方者又数百人。
朱棣对待朱标、朱允炆一系和其他藩王的态度也有所改变。
改封吴王朱允熥为广泽王，衡王朱允熞怀恩王，徐王朱允??敷惠王，随母妃吕氏居懿文太子陵园。
朱允炆追尊的兴宗孝康皇帝，仍称懿文太子。
在对众亲王的态度上，凡在建文年间被废黜幽系的诸王一律恢复了王位。
他们纷纷到京师朝见新天子，朱棣动辄给予大量赏赐。
这在表面上看来是遵从祖制以笃亲亲之谊，但实际上却寓有驾驭之意。
在胁迫宁王结盟时，朱棣曾许宁王以“事成当中分天下”，但朱棣做了皇帝却不认旧账，不要说中分天下，就是宁王乞求苏州、钱塘也不获准，终于改封南昌。
朱棣还暗中削夺诸王的实际权力及军权。
代王、岷王、齐王的护卫先后被削，连同母弟周王的护卫也被迫交出。
必使其力不足与一镇相抗。
与此同时，朱棣诏告天下：建文时期更改的成法，全部恢复旧制。
凡建文年间贬斥的官员，一律恢复职务。
建文年间制定的各项法律规定，凡与太祖相悖的，一律废除；并大赦天下，除了犯谋反、大逆，谋杀祖父母、父母等重罪不赦外，其余罪无大小，通通赦免。
但一些有利于民生的规定也被废除，如建文二年下令减轻洪武年间浙西一带的极重的田赋，至此又变重。
朱棣即位后，大规模对靖难功臣进行封赏。
永乐元年（1403年）四月，再论靖难的功劳，封驸马都尉袁容等三人为侯，陈亨子陈懋等六人为伯。
并广求贤才，对山林隐逸的怀才抱德之士，令官府寻访，量材擢用。
靖难之役后，“淮以北鞠为茂草”，生产受到了严重破坏，大批农民流离失所。
明成祖着手恢复民生、蠲免赋税，下令山东、北平、河南遭受战祸的州县，有无法耕种的人民，免去三年的差税 。
不曾被兵祸乱的地方蠲免秋夏税粮，其余府州各蠲免一半，建文四年（1402年）七月初一日以前拖欠的一应钱粮、盐课等一并免除。
河南、山东、北平、淮南北流移的人民，令他们各还原籍复业，需要的种子牛具，令官府给付，建文年间废除的北方学校依旧开设，不令其废弛。
明成祖一再劝民于田亩，千方百计地招抚流民复业。
明成祖一即位就遣人四出，招流民复业，要他们尽力田亩。
永乐元年（1403年）十一月，明成祖对户部臣说，老百姓不得已才背井离乡，已经复业的，地方官要厚加抚恤，“未复业者，悉心招抚。新垦田地，停征其税”。
明成祖还特地颁布诏令，各地都不得对逃徙的老百姓治罪。
流民复业后，有的地方官向他们追征累年拖欠的粮刍。
这种做法应该说是很开明的，它使大批流民很快回到田间，使残破的农业生产迅速得到恢复。
由于连年战争的影响，不少地方的土地大量荒芜，无人耕种。
那些战争较少波及的地方，例如江南和山西的某些地方，则又显得人多地少有的人甚至无地可耕。
为了使农民和土地相结合，使大量的荒地得以开发，明成祖也像朱元璋一样，在全国范围内进行大规模移民。
明成祖对各地方官吏要求极为严格，要求凡地方官吏必须深入了解民情，随时向朝廷反映民间疾苦。
永乐十年（1412年），明成祖命令入朝觐见的地方官吏五百余人各自陈述当地的民情，还规定“不言者罪之，言有不当者勿问”。
之后，明成祖宣布“谕户部，凡郡县有司及朝使目击民艰不言者，悉逮治。”
即地方官或中央派出的民情观察员，如果看到民间疾苦而不实报的，要逮捕法办。
对民间发生了灾情，地方上要及时赈济，做到“水旱朝告夕振，无有雍塞”。
明成祖在位时期，完善了文官制度，在朝廷中逐渐形成了后来内阁制度的雏形。
同时，提出“为治之道，在于宽猛适中”的原则。
他利用科举制及编修书籍等笼络地主、士人，宣扬儒家思想，以改变明初过事佛、道教之风，选择官吏力求因才而用。
同时营建北平，五征漠北、南征安南，派郑和下西洋，修撰《永乐大典》等典籍，为当时政治、经济、军事、文化等方面的发展奠定了思想和组织基础。
永乐四年（1406）七月，明成祖命成国公朱能佩征夷将军印充总兵官，西平侯沐晟为左副将军，新城侯张辅为右副将军，督师南征。
进入安南，传檄数胡季犁、胡汉苍父子二十大罪，并告谕国人将辅立陈氏子孙。
明军连战告捷。胡氏烧掉宫室，驾舟入海，后为明军所获。
成祖下诏，改安南为交趾，设立交趾布政使司、按察使司及都指挥使司，辖十五府，三十六州，一百八十一县，由布政司直隶五州，分辖二十九县，凡要害处，均设立卫所，加以控制。
永乐七年（1409年）二月，明成祖派使节赴鞑靼，要求“相与和好，朕主中国，可汗主朔漠，彼此永远相安无事。”
不料，使节被杀，朱棣大怒，声称“逆命者歼除之”。
当年七月，朱棣派淇国公丘福为征虏大将军，率师十万征讨鞑靼。
但由丘福先率领千余人马到达胪朐河 ，轻敌冒进、指挥失当，与武成侯王聪、同安侯火真、靖安侯王忠、安平侯李远一同战死 ，其所率领的人马也在胪朐河覆没。
朱棣震怒，决意亲征。
永乐八年（1410年）二月，明成祖率五十万大军深入漠北，亲征鞑靼。
五月，在斡难河畔大破本雅失里军，本雅失里仅以七骑逃遁。
明军又击破阿鲁台军于兴安岭，阿鲁台部众溃散，阿鲁台携家属远遁，明军大获全胜。
后来，阿鲁台降顺，成祖封其为和宁王。
在此之前，明成祖已封瓦剌首领马哈木为顺宁王、太平为贤义王、把秃孛罗为安乐王。
但瓦剌势力不断强大，不仅阻遏明朝到西北的通道，而且企图控制鞑靼。
永乐十二年（1414年）二月，明成祖再度出塞亲征瓦剌。
六月，忽兰忽失温之战，答里巴汗与马哈木、太平、把秃孛罗三王，率骑兵分三路列阵距明军十余里的山头上，约三万余人，每人带从马三四匹。
明军派兵向马哈木挑战，马哈木派蒙古骑兵冲下山坡迎战，被明军密集的“神机铳炮”射回，只好聚集在山顶。
此后明军的东西两翼部队挺进，双方互有死伤。
傍晚，朱棣指挥数百精骑为前锋，火铳随后齐发，骑兵乘势力战，瓦剌部大败，王子等十余人阵亡，数千人被杀，答里巴、马哈木、太平和把秃孛罗脱身逃亡至土剌河 。
明军大破瓦剌后，向阿鲁台宣谕捷报，阿鲁台不久后便遣使来朝。
第二年，瓦剌马哈木等遣使向明朝谢罪，恢复了对明朝的朝贡关系。
永乐二十年（1422年）三月，明成祖朱棣亲征鞑靼，其主力部队至宣府东南的鸡鸣山时，阿鲁台得知明军来袭，乘夜逃离兴和，避而不战。
七月，明军到达煞胡原，俘获鞑靼的部属，得知阿鲁台已逃走，停止追击，在回师途中，朱棣又率军击败一贯支持阿鲁台的兀良哈部，捕斩甚众，兀良哈部的余党诣军门投降。
永乐二十一年（1423年）秋七月，明成祖再次亲征阿鲁台，九月，明军听闻阿鲁台为瓦剌所败，其部落溃散，便未出兵开战。
十月，鞑靼王子也先土干率领部落投降，朱棣封其为忠勇王，赐姓名金忠。十一月明军回到京师。
永乐二十二年（1424年）正月至七月，明成祖最后一次亲征鞑靼，鞑靼部首领阿鲁台率军进犯明山西大同、开平等地。
朱棣遂调集山西、山东、河南、陕西、辽东五都司之兵于京师和宣府待命。
获悉阿鲁台已逃往答兰纳木儿河，朱棣令全军急速追击。
六月十七日，明军进至答兰纳木儿河，搜索方圆三百里却不见阿鲁台部踪影，因所获甚微，明军粮尽，朱棣只得下令班师回朝。
永乐二十二年（1424年）七月十八日，朱棣死于北征回师途中的榆木川北。
这时六师在外，京师无主，明成祖左右商定绝对不泄露皇帝逝世消息。
内臣马云与大学士杨荣、金幼孜商议，将军中的锡器收集起来熔成一椑（棺），将朱棣收殓。
又将椑放在辇上，每天早晚照常上膳。
大军继续朝京师进发，同时派人密报太子。
不久太子朱高炽（即明仁宗）即位，明成祖被安葬于北京天寿山长陵，与徐皇后合葬，庙号太宗。
明世宗嘉靖时，明廷认为其“再造之功，同于开创” ，改为明成祖，谥号文皇帝。
明成祖即位伊始，不仅恢复了诸王的王爵 ，还对他们大加封赏，如赐谷王朱橞钞十万锭、赐周王朱橚钞八万锭、赐齐王朱榑二万锭、赐辽王朱植钞二万锭等等，这同样是巩固新生政权的需要。
朱棣在利用藩王集团巩固皇权的同时，也意识到了藩王集团对皇权的威胁，一面在对诸藩王封赏的同时，另一面则在严密注视着藩王的动向，进一步便着手削藩，只是他的手段较建文帝更加雷厉风行。
其中较强有力的措施有三：迁徙边疆要地的藩王于内地，削夺藩王的护卫，废黜藩王为庶人。
永乐时期，明成祖将宁王朱权的封地由大宁迁往南昌 ，谷王朱橞由宣府重镇迁到长沙 ，辽王朱植由广宁重镇迁到内地荆州，韩王朱松封地由开原迁到平凉。
与此同时，代王、岷王、辽王及朱棣同母弟周王的护卫均被削夺，使其军权不足与朝廷相抗。
被废为庶人的有齐王朱榑、谷王朱橞，齐王朱榑在建文时也被废为庶人，朱棣恢复了他的旧封，但他恶性不改，“阴蓄刺客，招异人术士为诅咒，辄用护卫兵守青州城，并城筑苑墙断往来，守更不登城夜巡。”
后被人告发，朱棣将他召回京师，朝臣有人弹劾他的罪过，齐王却当庭蛮横到：“奸臣喋喋，又欲效建文时耶！会尽斩此辈。”
朱棣断然将其禁锢于南京，革去三护卫，将他及其子孙都废为庶人。
谷王朱橞起初被迁往内地，常因有金川门迎降之功而自傲，永乐十五年（1417年），由于他阴谋打建文帝的旗号谋反，被废为庶人。
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