张辅在咸子关筑城，命都督柳升镇守。3月，安南军队残部搦战于富良江，张辅与沐晟夹岸迎战，柳升以水师横冲其阵，大败敌军，斩首数万级，因天旱水浅，安南兵纷纷弃舟逃走，明军追至时江水忽然大涨，遂乘胜急进，安南兵大多被歼。5月，明军追击至日南州奇罗海口，安南军队残部全军覆没，胡氏父子仅以数舟逃遁，明军在当地百姓协助下，擒获胡一元及其子胡澄，随后又擒胡汉苍和伪太子胡芮，全部槛送京师。
至此，明军出师仅一年，就大获全胜，消灭了篡位的胡氏政权，得府州四十八、县一百八十、户三百十二万。朱棣大为欣喜，群臣亦入贺曰：“黎贼父子违天逆命，今悉就擒，皆由圣德合天，神人助顺。”朱棣则说：“天地祖宗之灵，将士用命所致，朕何有焉。”为胜利冲昏头脑的明朝君臣，这时一改初衷，不再寻找所谓陈氏子孙之贤者，而是另谋在安南开设三司及郡县。6月1日，朱棣以平安南诏告天下，改安南为交趾布政使司，以吕毅为都指挥使，黄中为副，黄福为布政使兼按察使，并分设官吏，改置17府，自此安南正式成了明朝的一个行政区。张辅班师回京后，朱棣特于奉天殿赐宴，晋封张辅为英国公，岁禄三千石。
明军之所以能够顺利平定安南，主要是因为胡氏政权多行苛政、民心不附，朱棣应陈天平之请，吊民伐罪，救民于水火，又承诺复立陈氏子孙之贤者，这当然受到了安南人民的欢迎，亦不失为仗义之举，但得胜后自食其言，草率地决定将安南内属，却是明显的失策。纵观中国的历朝历代，安南虽曾多次成为中国属地，但自五代吴权以来，已独立成国，一旦直属中国管理，必然遭到安南各阶层人民的反抗，安南可谓从此进入多事之秋。
朱棣对胡氏父子十分宽容，只将他们二人及少数近臣关押，胡澄、胡芮等人皆获赦免，然而朱棣的安抚却没有使安南平静下来。1408年，张辅大军刚刚班师，以简定、邓悉、阮帅等人为代表的安南地方势力就起兵叛乱，攻击盘滩、咸子关，控扼三江府之交通，慈廉、威蛮、上洪、大堂、应平、石室等地安南民众纷纷响应，明朝驻军镇压不力，致使叛乱不断蔓延。简定起兵后，自称日南王，后为招揽人心，又立所谓陈氏后人陈季扩为大越皇帝，改元重光。陈季扩打着陈氏后人的招牌，得到安南人民支持。
最初，陈季扩曾以陈氏宗亲的名义派人到明朝讨封，不料因使臣无礼，触怒了朱棣而被杀。朱棣在张辅支持下坚持武力进讨的方针，调发云南、贵州、四川都指挥使司和成都三护卫军共四万人，由沐晟领征夷将军印，再征安南，不料这次战局却非常不利。12月，沐晟在生厥江与安南叛军激战，因轻敌遭到惨败，参赞军务的兵部尚书刘俊突围不成，自经而死，交趾都司吕毅、参政刘显等人皆战死，安南形势大乱。
1409年2月，朱棣迫不得已，再度启用张辅督师，发兵二十万与沐晟协同作战，这时的朱棣正准备北征蒙古，因此要求张辅必须尽快平定安南事态。
兵连祸结
“前度刘郎今又来”的张辅这时对安南形势已成竹在胸，他并不急于前进，而是在叱览山伐木造舟，“招谅江北诸避寇者复业”。待形势稳定后，张辅才率大军进至慈廉州，破喝门江，克广威州孔目栅，在咸子关击败安南军。安南乱军聚集战船六百余艘，退保江东南岸。张辅率领部将陈旭等以水师进攻，乘风纵火，大破其众，擒其将帅二百余人。追至太平海口，安南将阮景异又以战船三百艘迎战，复为明军所破。11月，张辅乘大胜余威，派指挥朱荣、蔡福等率步骑兵先进，自率舟师为后继，自黄江至神投海，会师于清化，再分道入磊江，屡败叛军，在美良山中活捉元凶简定，连同他的党羽一起送往京师，次年1月，张辅又削平其它各处变乱，斩首数千人，筑成京观以镇服安南人民。陈季扩退屯乂安，继续抵抗，张辅飞檄向朝廷告捷。当时明军第一次北征正好遇到重大挫折，同是“靖难”名将的淇国公丘福、武城侯王聪、同安侯火真、靖安侯王忠和安平侯李远率十万大军北征本雅失里，结果在胪朐河遭蒙古军伏击，丘福等皆阵殁。朱棣震惊之余，又见张辅获胜，
认为安南不足为患，于是召回张辅，准备亲自率领大军北征蒙古。1410年，朱棣亲征漠北得胜而归，陈季扩趁机派使臣胡彦臣入贺并求封，朱棣一时高兴，特授陈季扩为交趾布政使，其属官分授都指挥、参政等职，然而陈季扩的本意是求封为安南国王，朱棣的诏旨既不能令他满意，遂继续称兵作乱。由于明军主力北上，留守的沐晟兵力不足，无法讨平陈季扩。1411年，为了彻底平定安南之乱，已经腾出手来的朱棣命令张辅三征安南，迫令“陈季扩表奏伏罪”，如不服罪，则以武力讨平之。
一向主战的张辅到任后，立即部署进兵，安南人民此时对张辅颇为忌惮，加上明军重兵抵达，局势开始发生有利于明军的变化。张辅到任，首先申明军令，都督黄中素来骄横，屡违节度，张辅斩之以徇，由此官兵惕息，无敢不用命者。7月，明军大破安南将阮景异于月常江，缴获战船百余艘，生擒安南元帅邓宗稷等，又捕斩别将数人。次年8月，安南叛军以战船四百余艘，分作三队，在神投海邀击明军。张辅以锐卒冲其中坚，明军以钩牵连敌船，作殊死战，从中午鏖战至傍晚，大破敌军，乘胜进抵陈季扩的老巢乂安府，安南军民降者相继。
1413年冬，张辅与沐晟会师于顺州，与安南军在爱子江决战。此役，安南兵仍然以象阵为前驱，明军按照张辅的部署，一矢射落象奴，二矢洞穿象鼻，群象皆返奔，自蹂其众。明军裨将杨鸿、韩广、薛聚等人乘势继进，矢落如雨，安南兵大败。1414年1月，明军进至政平州，安南兵残部屯暹蛮、昆蒲诸栅，悬崖侧径狭窄，骑兵不得前进，安南兵遂以为明军必不敢轻进，而张辅却与将校徒步行山箐中，夜四鼓掩至其巢，出其不意大破安南军，擒阮景异、邓容等。陈季扩只身败走老挝，张辅命指挥师佑率兵追击，连破老挝三关，终于在蒙册南磨将陈季扩活捉，与其妻子一起械送京师。至此，安南全部平定，张辅以叛军所占城地，设升、华、思、义四州，增置卫所，留军镇守而还，此时正好是朱棣二征蒙古的前夕。
在明军的武力镇压下，交趾虽然再次平定，但明朝官吏不善于安抚，内部又勾心斗角，安南民心不附，为尔后的变乱埋下了祸根。1418年1月，安南清化府俄乐县土官巡俭黎利召集各部在兰山会盟，起兵抗明，迅速形成了燎原之势，明军无力镇压。1416年，朱棣迁都北京，明朝的经营重点逐渐北移，交趾成为一个沉重的负担。
黎氏王国独立
1414年，张辅第三次平定安南后，明廷召还了黄福，以素有能名的兵部尚书陈洽为交趾布政使和按察使，参赞军务，但朱棣所委的中官马骐贪暴，在安南苛敛金银，陈洽无法制止，而镇守的荣昌伯陈智和都督方政又不睦，以致各地叛乱风起云涌，黎利更是狡黠难制。当时朱棣已死，宣宗瞻基在位，陈洽上疏道：“贼虽乞降，内怀诡诈，党羽渐盛，将不可制。乞谕诸将速灭贼，毋为所饵。”宣宗降旨切责，陈智、方政这才被迫进兵，但败于茶笼州，二人具被削官。黎利起兵后，势力发展很快，转战数省，明军不能制，于是1426年10月，明宣宗命成山侯王通为征夷将军、都督马瑛为参将领兵五万往援，合马骐原驻军十万进行围剿。当时，黎利之弟黎善攻交州城，被明都督陈濬等人打败，11月王通主力赶到，分道出击，参将马瑛在石室县败安南军，王通引军与瑛合，明军进至应平、宁桥。黎利佯败，设伏以待，陈洽以此地形势险恶，恐有伏兵，建议持重缓进。王通自恃兵众不听，麾兵径渡，陷泥淖中。黎利伏兵齐发，明军大败，死者三万余人。刘洽跃马直入阵中，身被数创，左右欲扶还，陈洽怒目吼道：“吾为国大臣，食禄四十年，报国在今日，义不苟生。”挥刀杀数人，自刭而死。
宁桥之役，王通也受了伤，率残兵奔还交州。黎利以重兵围攻乂安，明守将都督蔡福以援军不至，退保东关，千户包宣以其众降于黎利，蔡福也被俘虏，都指挥佥事周安、指挥陈麟宁死不降，引兵退至富良江，被安南兵包围，二人大呼“吾天子朝臣，岂死贼手”，手刃数人，与所部九千余人同时遇害。
黎利聚众三十万人在交州与王通对峙，分遣别将四出掠地，所过皆残灭，只有清化一城仍在明军手中，守将罗通与指挥打忠坚守不去，安南兵攻之不克。次年2月，黎利攻交州，王通趁其不备，以劲卒五千直捣其营，大破之，斩首万余级，黎利惊慌退走。明军将领请求乘胜追击，但王通胆小如鼠，敛兵三日不出，几天后黎利声势复振，再围交州，分兵攻陷昌江、谅江，形势急转直下。王通大惧，一面又与黎利联系，允诺代为请求藩封，一面飞章向朝廷请求增兵。明宣宗命柳升为征虏副将军，充总兵官，保定伯梁铭为左副总兵，都督崔聚为参将，尚书李庆参赞军务，率领步兵十万、骑兵二万出广西攻镇南关，黔国公沐晟、徐亨、谭忠出云南攻梨花关，镇远侯顾兴祖将步骑兵各五万出广西援坡垒关。柳升是当时的名将，他曾参与张辅的南征，随朱棣北征也立有功勋，又平定唐赛儿之乱，负一时之望，朝廷倚为柱石。6月，有消息传来，说黎利包围昌江甚急（其实4月就已被黎利攻陷），明宣宗诏命柳升立即赴援，9月，柳升大军进入隘留关，安南兵沿途据险列栅抗拒，明军鼓勇进攻，连破之，进抵镇夷关。柳升因屡战屡胜，轻视黎利。郎中史安、主事陈镛告诉尚书李庆说：“柳将军辞色皆骄，骄者，兵家所忌。贼或示弱以诱我，未可知也。防贼设伏，玺书告诫甚切，公宜力言之。”李庆其时正好病重，勉强支撑起来去告诫柳升，柳升不听。明军主力进至倒马坡，柳升率百余骑先行过桥，桥突然损坏，后军遂不得进。黎利伏兵四起，明军大败，柳升陷泥淖中，中镖死。次日，梁铭病卒，又过了一天，李庆亦病死，明军散乱无主。这时，崔聚率军进至昌江，黎利以大军围困，明军因前后受敌，作殊死战，后安南兵又驱象阵来攻，明军遂乱，安南兵大呼：“降者不死。”明军或死或走，无一降者，七万大军全军覆没。
柳升战败之后，沐晟孤军不能再进，也退回云南，安南遂落入黎利手中，王通惧而请和，并私下释放俘虏两万余人并马两万匹，并送黎利使者入朝，请封所谓的陈氏后人陈高为安南国王。明宣宗召集群臣商议，英国公张辅道：“这是黎利诈谋，必不可从，当再益兵讨贼，臣誓将元凶首恶，絷献阙下。”蹇义、夏原吉也都认为不可轻许。然而，以杨荣、杨士奇为代表的重臣，看出宣宗已有厌战之意，便皆言交趾荒远，不如许了黎利，以息兵争。明宣宗遂决计罢兵，遣侍郎李琦、罗汝敬等，赍诏抚谕交趾，赦免黎利抗命之罪，封陈高为安南国王，同时诏王通等率安南尚余诸军共八万余人北返，罢交趾布政使司。