有了自己的地盘和人马，方腊建立自己的政权，他自号“圣公”，建元“永乐”，置官吏将帅，级别分为六等，以各种颜色的巾饰为别。
起义爆发后，两浙路提点刑狱张苑急报朝廷，而宰相王黼不以为然，反而严厉斥责张苑“张皇生事”。义军声势越来越大，两浙路制置使张建派兵马都监蔡遵、颜坦统精兵五千进剿青溪。方腊据险坚守，诱敌深入，在青溪县息坑（今浙江淳安西）全歼官军并斩杀蔡遵、颜坦。随后，乘胜进取青溪县，知县陈光弃城而逃，俘获县尉翁开。起义军很快发展到上百万人，声势十分浩大，在短短三个月内，接连打下了歙州、杭州等六州五十二县，包括今浙江省全境和安徽、江苏南部、江西东北部的广大地区，震动了整个东南。
义军骤然兴起，切断了宋王朝的经济命脉，赵佶惊恐万状。他一面下诏“罪己”，令撤销苏、杭造作局和停运花石纲，罢黜朱勔父子兄弟的官职，妄图松懈义军的斗志；一面派童贯任江、淮、荆、浙等路宣抚使，谭稹任两浙路制置使，调集京畿的禁军和陕西六路蕃、汉精兵约二十万，南下镇压起义。
宣和三年正月，童贯到达江南后，依赵佶事先的布置，派兵进驻金陵（今江苏南京）和镇江（今属江苏）两大重镇，扼守江防。而后兵分两路：东路由谭稹、王禀等统领，欲经苏州、秀州进攻杭州；一路由刘延庆、刘镇等分别率领，自宣州（治今安徽宣城）直进歙州。两路军约定会师于睦州。赵佶随后又派郭仲荀、姚仲平另统一军南下浙东，以为接应后援。
方腊占据杭州后，未采纳太学生吕将的建议，先进兵江宁（今江苏南京），抢占长江天险，阻止官军过江增援，而是将主力调集到南面，进攻婺州、衢州。这一战略上的失误，给官军的大举进剿提供了乘虚而入的有利时机，而起义军自起兵以来在战场上的主动权亦由此而丧失。
正当童贯统兵南下之时，方腊也正分兵南征北伐。北伐义军兵分两路：东路由方七佛领八万义军一举攻克崇德县，进围秀州，又派一支队伍进入湖州境内。秀州统领王子武据城顽抗，义军攻城不下。正在激战时，王禀所率东路军亦推进到秀州城下。方七佛腹背受敌，与数倍于己的官军拼命厮杀，方七佛身负重伤，所部九千余人阵亡，最后突围退守杭州城。
秀州之战失利，杭州失去屏障。二月，官军包围杭州，义军经过苦战，因粮尽援绝，被迫退出杭州。杭州失守，形势急转直下。三月初，义军再次进军杭州，不胜。官军杨可世、刘镇部攻陷歙州，王禀部攻陷睦州。四月初二，衢州失守，义军将领郑魔王被俘。后婺州失陷。两日后，王禀部攻陷青溪县。方腊带领义军被迫退守帮源峒。四月下旬，王禀、刘镇等各路官军会合，总兵力二十余万人层层包围帮源。
此时，方腊起义军也有二十多万人，他们凭借险要的地势，四下设置陷阱和埋伏，准备殊死抵抗。官军曾向门岭发起过攻击，但未能奏效。刘镇又领精锐自小路偷袭门岭。门岭失守，帮源峒被打开了一个门户。
官军以“纵火为号”，分别由刘镇、王禀率部从两个方向进攻帮源峒。起义军顽强抵抗。从清晨一直激战到深夜，有万余名义军战死，方腊退守到一个石洞中。
在原里正方有常之子方庚等人引领下，军校韩世忠率一支人马猛攻起义军据守的石洞。八大王指挥义军与官军殊死搏斗，七万多义军将士先后壮烈牺牲，方腊及其妻邵氏、子方亳（二太子）、丞相方肥以及八大王等三十多名首领力竭被俘，被解往杭州，又押解到汴京，八月二十四日方腊父子遭杀害。
“方腊虽就擒，而友党散走浙东，‘贼’势尚炽”。童贯派郭仲荀、刘光世、姚平仲等领兵分路镇压。五月，台州仙居县义军由俞道安带领，从温州永嘉县楠溪攻占乐清县，义乌县义军据天仙峒，寿昌县义军据月溪峒，与官军激战，天仙峒、月溪峒相继陷落。兰溪县灵山峒义军胡姓、祝姓二将与官军刘光世部奋战，胡、祝等一千六百多人战死。越州剡县裘日新与官军姚平仲部作殊死战，裘日新在桃源（今浙江嵊县南）战败牺牲。
闰五月初，朝廷以方腊起义军已遭镇压，北方与辽战事正紧，下令将大部分官军调往北方，仅留两万军队继续围剿剩余的起义军。官军在姚平仲的统领下攻陷台州仙居境义军据点招贤（今浙江临海西）等四十余峒。方五相公、方七佛部义军接连失利。六月，仙居义军吕师囊转移至黄岩，宋军折可存部自三界镇追击。义军扼守断头山。官军以轻兵从山后偷袭，义军战败，吕师囊等三十多名首领牺牲。七月，俞道安部义军号十万人，自永嘉（今属浙江）转战乐清（今属浙江）等地，并于乐清重创官军，随即又攻打温州（今属浙江），攻城三十多天未破，遂转入处州境内永康山谷中。十月，官军进山围剿，俞道安战败牺牲。
此后，义军余众在各地继续坚持战斗，杀官吏，捕官军，直到宣和四年三月，才基本被镇压下去。
在起义前夕，方腊对当时的社会形势做过一番分析判断，他的分析判断有一部分是正确的，有一部分则完全错误。他认为当时朝廷在江南设造作局，大搞“花石纲”，使东南之民不堪忍受，人心思乱，只要揭竿而起，民众必然闻风响应，“旬日之间，万众可集。”这个分析非常正确，后来也得到了事实的验证。另外，他还指出，“守臣闻之，固将招徕商议，未便申奏，我以计縻之，延滞一两月，江南列郡可一鼓下也。”这个判断也很准确，方腊发动起义后，各地官员忙于应付，无暇将详情上奏朝廷。直至宣和二年十二月，警奏才上报朝廷，当时北宋朝廷正调集兵力以图北伐，大臣王黼“匿不以闻”。朝廷的无动于衷，使起义军争取到宝贵的时间，攻占了一个又一个州县，达到了“一鼓而下江南列郡”的目标。
然而，方腊认为朝廷从决策到调集兵马粮草“非半年不可”，完全是错误的判断。自陈遘上奏后，朝廷在一个月内就已调集近二十万大军开赴前线，打了起义军一个措手不及。北宋的禁军非地方军可比，是宋军的精锐，起义军虽然号称百万，但都没有受过正规的训练，而且各部队分散在各地，各自为战，缺乏统一的指挥，最终被宋军各个击破。