他试图摆脱流寇性质转为政权，所以设立中央机构如六政府尚书，以及地方官制防御使、府尹等，并推行“三年不征”“给牛种、赈贫困”等政策以诱惑民众归附，以此巩固统治。
并建立中央机构，设丞相牛金星、六政府（吏、户、礼、兵、刑、工）。军事上，又将闯营分为中权亲军、左营、右营等五营，一时间总兵力达约五十万。
此后李自成还以商讨军事为由，邀请罗汝才与其盟友贺一龙赴宴，席间将其逮捕后斩杀，其部众因主帅突然被杀而陷入混乱。
李自成随后亲率大军接管罗汝才营地，宣称罗汝才“暗通明军”，并以武力威慑其部众。
尽管曹操部将士试图反抗，但因群龙无首且李自成早有准备，最终“曹操”部众被强行收编。为缓和矛盾，李自成表面上还为罗汝才发丧，并收养其子，以安抚人心。
此后，闯营将军队整编为五营二十二将，形成统一指挥体系，襄阳也成为其北伐的战略基地。
崇祯十六年五月。
自十五年孙传庭于柿园被李自成所败后，又被崇祯擢升为兵部尚书，督师七省军务，希望他能力挽狂澜。
他在陕西重新招募士卒，再度打造三万辆“火车”，其上装载火铳与辎重的战车，试图在学习凯旋军火器的同时，再加上自己“火车”来对抗流寇骑兵。
但因崇祯帝再次严令“刻期灭贼”，孙传庭被迫于八月率新整合的秦兵第二度出关。
李自成此时已在襄阳改称“顺王”，并制定“先取关中，再攻山西，直捣京师”的战略。
在他得知孙传庭出关后，主动放弃洛阳、汝州等地，诱敌深入，同时在郏县周边构筑工事，准备决战。
秦军连克洛阳、汝州、宝丰等地，斩杀义军官员陈可新等，并攻破唐县，屠杀义军家属，试图瓦解其士气。
李自成佯装败退，将主力集中于郏县以南，同时派刘宗敏率骑兵绕道白沙镇，切断明军粮道。
明军占领郏县后，仅获骡羊两百头，无法满足数万大军需求。
而此时刘宗敏部已切断粮道，孙传庭被迫留河南总兵陈永福守郏县，自率陕西官军回师迎粮。
河南士卒因被遗弃而哗变，纷纷跟随撤退，陈永福无法控制局面，大营崩溃。
李自成乘胜与明军展开决战，明军“火车营”被闯营骑兵冲垮，
白广恩部率先溃败，引发连锁反应，孙传庭率亲卫突围，退至潼关时被义军追上，最终“跃马大呼而没于阵”，尸体无存。
潼关失守后，李自成十日内连克西安、延安、榆林等地，陕西全境纳入大顺版图。
同年，崇祯十六年，七月。
因李自成势力的威胁，张献忠放弃武昌，沿长江西进。随后攻克武昌，杀楚王朱华奎，将王府金银“辇载数百车”赈济饥民。
张献忠改武昌为“京城”，自称“大西王”，学着设立六部、五府，开科取士（录取进士30人、廪膳生48人，授州县官职）。
同时张献忠学习李自成，也颁布“三年免征”令，但实际通过没收官绅财产筹集军饷，引发地主士绅反抗。
张献忠尝试招抚湖南士绅，在长沙、袁州（今江西宜春）等地再次开科取士，如吉安人吴侯因多次落第后中举，便被任命为龙泉知县。
至年底，张献忠控制湖南大部及江西袁州、吉安。