无法破城。铁铉巧用计谋，在城墙上悬挂朱元璋的画像和神牌，朱棣投鼠忌器，不敢下令炮击。铁铉还设计诈降，差点就擒住朱棣，朱棣侥幸逃脱，恼羞成怒，却也无可奈何，只好撤兵。这济南保卫战，让铁铉声名远扬，成为了抗燕的英雄。
靖难之役持续了三年，双方互有胜负，陷入僵持。但朱棣深知，这样下去不是办法，必须出奇制胜。姚广孝向他献策，绕过山东，直取南京。朱棣采纳了这一建议，率领精锐骑兵，绕过济南等重镇，一路南下，势如破竹。建文帝此时已无兵可调，只能眼睁睁看着燕军逼近南京。
建文四年六月，燕军兵临南京城下。谷王朱橞与李景隆开金川门投降，南京城破。建文帝在宫中燃起大火，从此下落不明，有人说他葬身火海，也有人说他乔装成和尚，逃出了南京，云游四海。朱棣进入南京后，在群臣的拥戴下，登上皇位，改元永乐，他就是明成祖。
朱棣即位后，深知自己皇位得来不正，为了稳固统治，他一方面大肆诛杀建文旧臣，方孝孺就是其中典型。方孝孺乃当世大儒，朱棣想让他起草即位诏书，方孝孺宁死不屈，不仅拒绝起草，还在朝堂上大骂朱棣篡位。朱棣大怒，下令诛方孝孺十族，这十族包括他的亲朋好友、门生故吏，受牵连者达八百余人，一时间，朝堂之上人人自危。
另一方面，朱棣采取了一系列措施来加强中央集权。他设立东厂，由亲信宦官掌管，负责监视官员和百姓的言行，与之前朱元璋设立的锦衣卫相互制衡，强化了皇权统治。还继续推行削藩政策，削弱藩王势力，将各地藩王的护卫军大量削减，藩王们再也无力与中央对抗。
朱棣在位期间，最为后人称道的便是他的文治武功。在文化方面，他命解缙、姚广孝等人主持编纂《永乐大典》。这《永乐大典》堪称鸿篇巨制，汇集了古今图书七八千种，涵盖经、史、子、集、天文地理、阴阳医术、占卜、释藏道经、戏剧、工艺、农艺等各个领域，是中国古代最大的一部百科全书。编纂过程中，朱棣多次过问进展，要求务必做到“凡书契以来经史子集百家之书，至于天文、地志、阴阳、医卜、僧道、技艺之言，备辑为一书，毋厌浩繁！”历经数年，这部巨着才得以完成，为后世留下了宝贵的文化遗产。
军事上，朱棣