明室无二心”。孙可望得知此事，将黄应运处死，李定国“心怨之”，二人矛盾愈益加深。
很快贵州被平定，孙可望自往贵州，留李定国固守云南。李定国加紧练兵，准备东进，刘文秀平定了川南，大西军又建立起以云贵为中心的新基地。
留在云南的李定国，为了“联明抗清”，继续实行政治和经济改革，减轻百姓的负担，使滇南出现“外则土司敛迹，内则物阜民安”的大好局面。他终日操练兵马，制造盔甲，训练象队，一年内练就精兵三万。还举行了生童考试，对考中秀才者，发给赏钱三百串，鼓励大家“用心读书，不日开复地方，就有你们做官了”。随着联明抗清阵线的形成，李定国已做好了进攻的充分准备。
顺治九年（明永历六年，1652）春，清廷命定南王孔有德由桂林出河池，进攻贵州，命吴三桂由嘉定（四川乐山）出叙州（四川宜昌）进攻川南。清廷的目的是要用两路夹击之策，实现对大西军抗清基地的包围。面对紧迫局势，李定国给孙可望写信，要求出兵湖广，粉碎清兵围剿。孙可望表示同意，决定大西军兵分两路出击，北路军以刘文秀为主将，白文选、王复臣为副将，进攻四川；东路军以李定国为主将，马进忠、冯双礼为副将，进攻湖南。孙可望则统率“驾前军”留守滇黔，大西军从此开始与清军主力正面交锋。
李定国率军出全州，约法五条：不杀人、不奸淫、不抢财货、不宰耕牛、不放火。五月，大败清军，仅用两夜下武冈、克宝庆，势如破竹。六月，夺取全州，七月初一，和清定南王孔有德决战，定国列象阵，孔有德力战不支，败退，七月初四，李定国兵围桂林，大西军登云梯攻城，孔有德额头已中一箭，他自知走投无路，便“聚其宝玩于一室，手刃爱姬，遂闭户，自焚死”。仅有一女孔四贞逃脱。孔有德自从航海归顺满清，从山海关一路杀到广西，其间多次大败明军，南明著名督师何腾蛟即死于他手，没想到，如今竟被年仅三十的后生李定国逼得无路可走。
桂林大捷后，广西全境很快被收复，有些地区的百姓，不等大西军到，便自动将清军驱逐。
九月，李定国兵发湖南，取衡州、进攻长沙，出兵七个月、拓地三千里。
清军在湖广接连失利，使清政府大为震惊，急忙命洪承畴经略湖广、云贵、两广，趋长沙。十一月，清廷又派敬谨亲王尼堪任定远大将军，率领三贝勒、八固山共十五万精兵朝长沙扑来。面对强敌，李定国进行了周密的布署：大西军暂退出长沙，引诱清兵渡湘江，将冯双礼、马进忠部埋伏白杲市，待清兵过衡山，李定国从蒸水（衡山西南）正面攻击，冯、马二将背后出击，两军相夹，合歼尼堪。但这一计划却被冯双礼透露给孙可望，孙可望“不欲定国之成功，而思陷之败死”。密令冯双礼退出伏击，马进忠见状也撤离了战场。
十一月十九日，尼堪进抵衡州，李定国在蒸水率军出击，接着转战到城北香草庵、草街，不分胜负，为此李定国准备采用伏击战术。二十四日，双方再战，李定国佯装败退，尼堪紧追不舍，追至演武亭。一声炮响，大西军伏兵四起，团团围住尼堪，李定国手举大刀，将尼堪一劈两半。清军失去主帅，大败而逃。李定国缴获了尼堪的铠甲、绣旗，正准备乘胜追击，才发现冯双礼、马进忠未到，派人侦察说已走湘乡。李定国才知自己是孤军作战，无法扩大战果，只得收兵向武岗转移。衡州战役后，李定国叫人绘制孔有德、尼堪画像，刊布粤楚，“露布告捷”。
尼堪是努尔哈赤的孙子，广略贝勒褚英的儿子，是满清的理政三王之一，正牌皇室贵族，其人勇猛善战，他被围困的时候，部下曾经劝他突围，而且，也有可能突围出去，然而，尼堪大喊：我身为宗室，不杀身报国？有何面目见太祖太宗？力战而亡。满清能够以一隅之地进而一统天下，宗室贵族早期的奋不顾身的进取精神也是明朝所不能相比的！
桂林、衡州两次大捷，使“清君臣闻警，上下震动，闻定国名，股栗战惧，有弃湘、粤、桂、赣、川、滇、黔七省与帝媾和之议”。李定国出征不足一年，纵横数省，收复湘、桂，击败清军数十万，掀起了继1647年第一次抗清高潮后的第二次抗清高潮。至此，李定国已经两蹶名王，天下震动！这是自从明朝万历年间以来，明清作战清军的最大损失！黄宗羲称：此为全盛天下所不能有！顾炎武不仅为原大西军联明抗清取得辉煌胜利感动得泣下满襟，还批判了永历朝廷部分官员先前反对封孙可望为秦王的失策。
但是，北路军由于主将刘文秀轻敌，在保宁（四川阆中）被吴三桂击败。吴三桂险胜之余，也叹息说：“生平未尝见如此劲敌，特欠一着耳。”刘文秀兵败后，孙可望乘机削去刘文秀的爵号，拆散其部队，引起大西军将领的不满，“众皆怨望，自是人心涣散，猜忌日多”。
孙可望本是个权欲熏心的人，李定国立下赫赫战功之后，更引起他的嫉恨。对李定国他不仅扣发犒银和制止永历帝封其为西宁王，而且千方百计想加以谋害。
顺治十年正月，孙可望怕李定国“兵力益强，功驾己上”，便率“驾前军”东进沅州。此时李定国屯宝庆，侦知清兵放牧湘江东岸，“将间道夺其马”，孙可望三天中来信七封，催李定国前来议事。李定国只好放弃奇袭前往。行至紫阳渡口，刘文秀之子秘密派人来告：“可望俟其至即收杀之”。李定国听罢流着泪说：“盗贼终不可与共事也，然我仍以君子长者之心待之”。并致书孙可望：“今虽大局稍有转机，而敌势力张，成败尚未遂睹。正吾侪同心协力，共策兴复之秋。不宜妄听谗言，自相残杀，以败坏国家，愿明公深长思之。”孙可望接信后恼羞成怒，领兵前去攻打。
李定国为避免自相残杀，决定离开湖南赴广西全州。他对部下说：“今甫得斩名王，奏大捷，而猜疑四起。且我与刘抚南同起云南，战功俱在，一旦轿螅掀谖壹珊Φ北赜壬酰移拮泳阍谠颇希移竦靡讯荚眨俊北泶锪宋巳缶郑炔坏靡训男那椋钣懈嫫淠舷碌牟慷釉加形逋颍锤嬲摺耙嘧舌堤ⅰ薄�
李定国从此避免同孙可望见面。二十年左右情同手足的兄弟情谊被孙可望一笔勾销了，原大西军领导集团之间的裂痕使联明抗清以来前所未有的复兴良机变成昙花一现。
顺治十年六月，李定国深感自己的力量不足以平定广东，便主动致书郑成功，邀他会攻广州。然而，郑成功因为天气的原因爽约，郑、李第一次联合行动未能实现。
李定国不仅在广东失利，在广西的进展也不顺利。七月十三日，他率兵两万进攻桂林，围攻七昼夜未克，只得退回柳州，然而孙可望仍要置他于死地。八月，派冯双礼偷袭柳州。李定国早有准备，暗地伏兵于江口芦荻中。当冯双礼来攻，便以精锐抵挡。冯连忙退兵，伏兵四起，冯只得自投水中。李定国传令勿杀，晓以大义，从此冯双礼投顺李定国。
顺治十一年初，明鲁王政权定西侯张名振率海舰攻入长江，直抵镇江。郑成功也遣兵攻崇明，清沿海一带告急。形势的好转，使李定国再度东征。三月，他率领数万农民军和十三匹战象，连破廉州（广东合浦）、雷州（广东海康），并占领罗定、新兴、石成、电白、阳红、阳春等县。五月，进攻高州，清守将张月举兵来归。六月，再攻梧州，虽因清兵有备，不克，但广东、广西各地义师群起响应。李定国控制了廉、雷、高一带，“黎岐蠢动，水陆响应，儋崖路断”，抗清形势再度出现高潮。他十分兴奋，准备约郑成功合攻广州，平定全广，再扩大到全国。于是他题字“一匡天下”，自比管仲“复出”，产生了骄傲情绪。
李定国明白，要想攻克广州，首先要打开广州的门户新会。这一计划必须要有郑成功的配合才能完成。七月，李定国再次致书郑成功，邀他合攻新会。信中指出：“会城两酋（尚可喜、耿继茂）恃海撄城，尚稽戎索。兹不谷已驻兴邑，刻日直捣五羊；然逆虏以新会为锁钥枢牖，储粮悠资，是用悉所精神，援饷不绝。不谷之意，欲就其地以芟除，庶省城可不劳而下。”信中注明援兵不得迟于十月以后。同时，李定国又联络了粤东水陆义师王兴、陈奇策等部，号称二十万大军，将新会包围得水泄不通，一场规模空前的恶战即将开始。
十月十四日，攻城开始，农民军采用炮击，掘地道、伐木填壕等战术均被击退，连攻两月，未能奏效。这时李定国轻信了间谍“城中粮尽”的谎言，命令罢攻，采用围困战术，并“建造行宫，署置官曹，诛求乡落诸所，征发凌杂米盐”，使清军有了喘息之机，大西军中也“瘟疫盛行，士气颓萎，病死枕藉”，处于不利的境地。
十二月，尚可喜、耿继茂及清靖南将军朱玛喇率十万满汉兵赶来，清军以铁骑兵冲垮定国左军，李定国依恃的战象也被惊散，致使大西军全线崩溃，“滇兵大崩，戈甲弃载道，死者无算，亡十三象”。清军乘胜追杀二十里，尸横遍野。李定国只得渡横江焚浮桥解新会之围。
李定国撤出新会后，沿途六、七十万百姓跟随撤退，“定国抚难民，哭号失声”，连夜退走南宁。从此，广东高、雷、廉三府，肇庆、罗定所属三州十八县及广西横州、郁林一带全部沦入清军之手，广东义师也随之失败。新会惨败，从主观上讲，与李定国的骄傲轻敌不无关系；从客观上讲，郑成功此时正与清廷议和，拖延了援粤之师，等十二月议和失败，郑成功才派林察率舟师赴粤，李定国早已败退，贻误了战机。同时，孙可望又切断了滇黔的物资援助，这一切终于导致了新会之战的失败。当李定国退抵南宁时，身边仅剩下六千人，从此他企图恢复两粤的事业终于化成了泡影。
自从永历帝被孙可望接到安龙后，一直过着寄人篱下的生活。孙可望“自居贵州省城，大造宫殿，设立文武百官”，“初以天子为名，实挟之以自私也”。朱由榔为了保住帝位，与大学士吴贞毓密谋，派使臣往广西召李定国护驾。顺治十年（1653）十一月，李定国接密敕后，表示：“臣定国一日未死，宁令陛下久蒙幽辱，幸稍忍待之。臣兄事可望有年，宁负友必不负君。”并告知“俟恢复粤东，即来迎驾”。不料文安侯马吉翔为讨好孙可望，将此事具告。可望便以“欺君误国，盗宝矫诏”的罪名，处死吴贞毓等十八名大臣。从此，他更加跋扈，为防备李定国返滇，派刘镇国、关有才屯兵田州（广西田阳），加以阻止。
新会之战的失败，也使李定国无法在两广发展。中书金公趾（即金维新）便以《三国演义》中诸葛亮翦除奸雄的故事，劝他回师滇黔。顺治十二年，永历帝又一次派使臣赴南宁告可望“僭逼”之事。李定国接血字诏书，“伏地痛哭不能起”，表示“臣誓死为陛下除逆臣，后议恢复”。此时洪承畴正用“两粤合剿”之策，全力压缩南宁，定国备受威胁，于是他决计回黔。翌年正月，定国火速赴田州，守军“但闻西府驾至，皆胆落跪迎”，关有才、刘镇国逃跑。孙可望为长期控制永历帝，又立即派出白文选迁永历于贵阳。白文选不满此举，便以“舆徒不集”为理由，拖延移跸时间。正月二十二日，李定国至安龙，“君臣相抱持痛哭”，定国“密誓效命，背出所刺‘尽忠报国’四字示廷臣，咸啧啧忠臣”。经商议，决定迁朝廷入滇。
当时，刘文秀和孙可望亲信王尚礼、王自奇、贺九仪等均驻云南，兵力合共五万。二月十一日，定国抵曲靖，云南守将议论要以兵拒。刘文秀私下会李定国，说：“吾辈以秦王为董卓，但恐诛卓之后，又有曹瞒。”定国指天为誓，决不学孙可望。于是两人合计，“迎驾本秦王意，宜一力为之”，瞒住孙可望亲信，平安入滇。永历帝改昆明为“滇都”，封李定国为晋王，刘文秀为蜀王，白文选为巩国公，“事权专归定国”。
李定国虽掌兵马大权，但“小心臣节，进奉极丰”，又用人不当，金维新被授予吏部侍郎兼都察院，“群小争趋之”，佞臣马吉翔“叩首颂定国千古无两，青史流芳……不一日而内外大权在掌握焉”。永历朝的腐败之气已在腐蚀着李定国。
但对待孙可望，李定国仍从抗清大局出发，希望和解。他曾请刘文秀“敕书告可望”，遭拒绝，又送孙可望妻子归黔，仍未达和解。他还不甘心，顺治十四年五月，派白文选入黔议和，孙可望竟“拘文选，夺其兵”。又派孙可望旧部张虎去说情，临行永历帝“赐虎金簪，令从中开导”。张虎两面三刀，见可望诡称：“上赐金簪，令我密行刺也”。可望大怒，联络王自奇、王尚礼、关有才为内应，内战终于由孙可望挑起。
大西军绝大多数将士反对内战，孙可望部将马进忠、马宝、马惟兴密谋帮李定国，一致要求还白文选兵权。孙可望不知是计，便任命白文选为征逆招讨大将军，马宝为先锋，自己另率一军随其后，合兵十四万，以“清君侧”之名出师。
九月，孙军抵交水（云南沾益），李定国、刘文秀领五万人抵挡，因兵力悬殊，人心浮动。这时白文选来告：“宜速出兵交战，诸将已有约，宜出兵决战，稍迟则谋泄不可为。”李定国才下了交战决心。孙可望估计昆明空虚，又派马宝、张胜前往偷袭，与王尚礼里应外合，马宝又告李定国。九月十九日，双方在交水河畔会战，白文选率铁骑直冲马惟兴营，马军却掉头冲向孙可望营。孙可望大惊失色：“诸将皆叛乎”，落荒而逃。李定国挥师前进，“诸营皆欢呼‘迎晋王’，所向瓦解”。刘文秀、白文选追孙可望溃卒，李定国还师昆明，结果马宝反正，张胜被擒，王尚礼自尽，内战平息。
孙可望倒行逆施，众叛亲离，从者仅数十骑，“所过镇将皆闭门不纳”。时冯双礼守黔，佯装追兵到，可望又如丧家之犬，携妻子财宝投降洪承畴。清廷封他“义王”，但又戒备他，于顺治十七年十一月，借围猎之机，将他射死。
交水大捷后，李定国“宴饮恬愉，颇弛武备”。由于狭隘的派性作怪，其大搞“论功行赏”，“以收获孙可望之兵曰‘秦兵’，滇省旧兵名曰‘晋兵’，是孙可望之兵心懒矣”。同时对刘文秀收编孙可望溃卒三万“练以备边”之事，也“不悦”，“召之还”，使文秀“郁郁不自得”而死，严重削弱了战斗力。
孙可望投降后，向洪承畴“献滇、黔舆地图，并陈其进取状”，使清军摸清了底细。顺治十五年（永历十三年，1658年）二月，清廷决定分三路大军攻贵州：平西将军吴三桂同都统李国翰领北路军从四川进攻，征南将军卓布太领南路从广西进攻，靖寇将军罗托同大学士洪承畴领中路，从湖南进攻。本来大西军应针锋相对，可此时李定国正在永昌镇压王自奇、关有才叛乱，无暇反击，致使吴三桂陷遵义，罗托克贵阳，卓布太占独山，构成对云南的严重威胁。
七月，永历帝任命李定国为招讨大元帅，他才开始部署反击。首先他致书李来亨，让夔东十三家围攻重庆，牵制湘楚，然后派冯双礼、祁三升据贵阳附近鸡公背，拒敌中路，派李承爵壁垒普安黄草坝（贵州兴义），拒敌南路，派白文选据遵义孙家坝，拒敌北路。这一部署纯属消极防御性质。当时形势是