Az újonnan megszervezett honvédsereg pákozdi diadala után Jellasics kénytelen volt fegyverszünetet kérni. A bán azonban megszegte a megállapodást, és cserbenhagyva katonái egy részét, Ausztria felé indult. Hadait két magyar tábornok, Perczel Mór és Görgey Artúr szétverték. Miközben Jellasics Bécs felé menekült, a császári fővárosban ismét kitört a forradalom. Az udvar Olmützbe tette át székhelyét.

Kossuth szerette volna a bécsi forradalmat megsegíteni. A magyar hadak ellen azonban már nemcsak a horvát katonák harcoltak. Az új császári főparancsnok, Windischgrätz herceg rendelkezésére gyakorlott és jól felszerelt katonák álltak. A magyar tisztek korábban a császári haderőben teljesítettek szolgálatot. Ők azt javasolták, hogy kerüljék el a csatát a herceg csapataival. Kossuth hajthatatlan volt. Az október 30-án, Schwechatnál lezajlott ütközet az osztrákok győzelmét hozta. Kossuth hiába próbálta megállítani a nemzetőröket, a magyar sereg szétfutott. A vereség miatt sokan Móga János főparancsnokot okolták. A betegeskedő tábornokot leváltották, és helyette Görgey Artúrt nevezték ki. Görgey legfontosabb feladatának az egységes és jól felszerelt honvédség megteremtését tartotta. A szabadságharc hírére egymás után szöktek haza a külföldön állomásozó magyar katonák és tisztek.

A hadsereg újjászervezése sürgető volt, mert két irányból is támadás készült Magyarország ellen. Nyugatról Windischgrätz serege csak az alkalmat várta, hogy eltiporhassa a forradalmat. Erdélyben Puchner Antal császári tábornok tagadta meg az engedelmességet az Országos Honvédelmi Bizottmánynak. Puchner saját katonái mellett a szászokra és a románokra próbált támaszkodni. Ez utóbbiak századok óta sérelmezték, hogy nem kaptak helyet a három nemzet sorában. Fegyverrel törtek a magyar falvakra, kegyetlenül lemészárolva a kezük közé kerülő magyarokat és székelyeket. A pesti forradalom egyik legtehetségesebb vezére, az alig 21 éves Vasvári Pál is egy ilyen vérengzésnek esett áldozatul.

December elején az Olmützben tartózkodó udvar döntő lépésre szánta el magát. A Habsburg-család és tanácsadói úgy látták, hogy V. Ferdinánd erélytelennek bizonyult. Az uralkodó szemére vetették, hogy kezdetben tárgyalt a magyarokkal, s nem verte le tűzzel-vassal a „rebelliót”. Ferdinándnak nem maradt más választása, le kellett mondania. Az új császár, Ferenc József 18 évesen lépett trónra. A magyar országgyűlés nem volt hajlandó elismerni uralmát.

1848. december közepén hatalmas osztrák sereg zúdult Magyarországra. Legfontosabb céljuk Pest-Buda elfoglalása volt. Görgey tudta, hogy ilyen ellenféllel nem veheti föl a harcot. A fővárost kiürítették. Az országgyűlés és a kormány Debrecenbe menekült. Windischgrätz Budára való bevonulása után azt hitte, hogy teljes győzelmet aratott. Megkezdte a bosszúállást. Batthyány Lajos lemondott miniszterelnököt börtönbe vetette. Az országon már-már a csüggedés lett úrrá, ám Erdélyből jó hírek érkeztek. A lengyel szabadságharcok hőse, Bem József tábornok egymás után aratta ott a győzelmeket. Az alacsony, vézna tiszt minden alkalommal maga vezette rohamra seregét. Testét harci sebesülések nyomai borították. Bár magyarul nem tudott, és ezért németül vezényelt, katonái rajongva szerették, s Bem apónak nevezték el. Bem alig három hónap alatt elérte, hogy a császári sereg kiszorult Erdélyből.

Közben a Budáról kivont honvédség a Felvidék felé tartott. Görgey elképzelése az volt, hogy a bányavárosokon keresztülhaladva keletre fordul, és leereszkedik a Tiszához, itt pedig egyesül majd a többi magyar sereggel. Terve azonban csaknem kudarcot szenvedett. Lőcse és Eperjes között ugyanis, a Branyiszkói-hágónál a császári csapatok útját állták. Az ellenség sorainak áttörése a behavazott és rendkívül meredek szorosban reménytelennek tűnt. Guyon Richárd vezetésével azonban a magyar katonák lezúdultak a hegyoldalon, és szinte elsöpörték az ellenséget. Guyon mellett, kezében kereszttel, Erdősi Imre piarista szerzetes vezényelte a rohamot.

A Tisza és a Bodrog találkozásánál, Tokajnál egyesült magyar hadak márciusban indultak meg Magyarország nyugati részének felszabadítására. Április elején a Görgey fővezérsége alatt álló honvédsereg egymás után aratta győzelmeit. 2-án a hatvani, 4-én a tápióbicskei, 6-án az isaszegi, 10-én a váci csaták voltak a diadalmas előrenyomulás állomásai. Április 26-án sikerült felmenteni Komáromot is. A komáromi erőd az akkori Európa egyik legjobban megerősített vára volt, amit a császári csapatok hónapok óta hiába próbáltak bevenni. Április utolsó napjairaNyugat-Magyarország; a Drávától délre fekvő vidék kivételével — visszakerült magyar kézbe. Erdélyt Bem csapatai szabadították fel. A délen fellázadt szerbeket Perczel Mór tábornok szorította ki az országból. Mindössze egyetlen erősség bevétele volt hátra. Az ország fővárosában, Budán ugyanis még a császári sereg volt az úr.

A tavaszi hadjárat sikerei még tartottak, amikor Debrecenben összeült a magyar országgyűlés. Kossuth javaslatára a képviselők Magyarországot független államnak nyilvánították, s a Habsburg-házat megfosztották a tróntól. A Függetlenségi Nyilatkozatnak nevezett okmány sok katonatisztben szült ellenérzéseket, hiszen ők korábban a császárra esküdtek fel. Komárom felszabadítása után a honvédsereg nem üldözte tovább az osztrákokat, hanem a főváros felszabadítására indult. A császári sereg parancsnoka, Hentzi tábornok tűz alá vetette Pestet. Megparancsolta a csaknem elkészült Lánchíd fölrobbantását is, ám ezzel kudarcot vallott. A honvédsereg végül május 21-én, súlyos harcok árán tudta elfoglalni a budai várat. (Pest lerombolását és Buda várának ostromát Jókai Mór A kőszívű ember fiai című regényében örökítette meg.) Buda visszafoglalásával a magyar szabadságharc csillaga fényesebben ragyogott, mint valaha. Ám Ferenc József nem nyugodott bele az ország elvesztésébe. Mivel saját seregét gyengének érezte, I. Miklós cártól kért segítséget. Az orosz uralkodó tartotta magát az 1815-ben kötött szövetséghez, és csapatait hamarosan megindította Magyarország felé. A 160 000 főből álló honvédseregnek 175 000 osztrák és 200 000 orosz katonával kellett megküzdenie. Az osztrák uralkodó főparancsnoknak a kegyetlenségéről hírhedt tábornokot, Haynaut tette meg.

A magyar hadvezetés véleménye megoszlott abban a kérdésben, hogy a hatalmas túlerővel hol kell fölvenni a küzdelmet. A Szegedre menekült kormány és Kossuth a Tisza és a Maros találkozásánál szerette volna egyesíteni a seregeket. Görgey azonban úgy gondolta, szerencsésebb Komáromnál útját állni a nyugatról az országra törő Haynaunak. A július 2-án itt megvívott ütközet mindkét oldalon hatalmas veszteségekkel járt, maga Görgey is megsebesült. Végül a magyar had kénytelen volt elvonulni. Bem és honvédeinek hősiessége ellenére Erdélyből hamarosan szintén ki kellett vonni a magyar seregeket. Az egyik utolsó itt vívott csatában, július 31-én Segesvár mellett esett el Petőfi Sándor is.

A magyar hadsereg délen állomásozó maradéka fegyverek és lőpor nélkül maradt. Mégis igyekeztek megállítani az ellenséget. Az utolsó remény is elveszett, amikor augusztus 9-én Bemet Temesvárnál legyőzte Haynau serege. Görgey számára egyetlen lehetőség maradt: a megadás. Erre augusztus 13-án, Világoson került sor. A győztesek közül az oroszok talán hajlandók lettek volna megbocsátani ellenfeleiknek. Haynau hajthatatlan volt, és kegyetlen bosszúra szánta el magát. Csak a Komárom várában Klapka György tábornok parancsnoksága alatt álló katonák menekültek meg a büntetéstől. Ők október 2-áig még védték az erődöt, és csak büntetlenségük ellenében adták át azt a császáriaknak.