李自成等部在崇祯九年占领米脂、绥德一带后，曾打算渡黄河再入山西。由于山西巡抚吴甡加强了黄河渡口的防御，只好变计西行，主要活动在宁夏、甘肃地区。陕西巡抚孙传庭的奏疏里谈到李自成、过天星（张天琳）等部的活动情况时说：崇祯十年，“闯、过等贼与大兵相持于阶、成山中者七、八月，气焰风声，益非昔比。”这年九月，李自成、过天星、混天星等十几支起义军从秦州地区出发，取道徽州、略阳，向汉中进军。其“声势甚猛”，队伍“宽约四十余里”，“两日尚未走尽”。明政府急调总兵曹变蛟赶赴汉中，于夜间进入府城南郑县。九月二十六日，义军不知官军增援部队已经赶到，以为汉中府守御单薄，贸然开始攻城。曹变蛟狡猾地不动声色，等到义军冲到城濠附近时，突然“雷鼓喧天，旌旗山立，矢石如雨而下。”起义军措手不及，败下阵来，攻取汉中的计划没有实现。
汉中失利以后，李自成、过天星等义军首领决定率部南下四川。这年十月，先破陕西通往四川的咽喉宁羌（今陕西宁强县），接着攻克四川七盘关和朝天关，占领广元县。起义军进川后如入无人之境，连克昭化、金堂、剑州、什邡、彭县、郫县、新都、西充、遂宁、梓潼、绵州，新繁、温江、江油、彰明、罗江、德阳、汉州等州县，明地方“官吏望风而逃”。明四川总兵侯良柱中了起义军的埋伏计，被击毙于梓潼县境的百顷坝。短短的一个月内，李自成等部攻克四川州、县达三十八座。十一月初二日，义军三路大军汇合于省城，“扬兵成都郊外”。明四川巡抚王维章、巡按陈廷谟吓得面无人色，拼命求救。朱由检接到报告后，深恨四川文武官员无能，下令把王维章、侯良柱革职，陈廷谟“降三级戴罪杀贼”；任命傅宗龙接替四川巡抚，催促洪承畴火速统兵入川协剿。洪承畴得令后带领固原总兵左光先、临洮总兵曹变蛟以及副将马科、贺人龙、赵光远等部官兵一万名进川，又檄调延绥总兵王洪、宁夏总兵祖大弼部屯驻汉中、略阳、徽州、秦州一带，准备在起义军出川时加以堵击。明政府四川当局也“调到各处川兵数有六，七万之多”，主要摆在成都到阆中一线，防止义军向川东和川南发展。当时，义军攻占的地区基本上在嘉陵江以西，洪承畴带领从陕入川的官军在嘉陵江以东。李自成、张天琳等见官军云集四川，东面和南面都有重兵扼守，川西又是少数民族聚居区，不易发展，就在崇祯十一年正月中旬，分路突破官军阻拦，出川北上。李自成和中斗星等部经文县拦、西和，礼县（均在甘肃省境）西攻河州、临洮；争世王（六队首领之一）、过天星、混天星等部取道阳平关、略阳，北经平凉、固原，直抵庆阳，不久又折回陕西。洪承畴带着陕西官军在四川扑了空，急忙赶回陕西。此后，洪承畴所统官军，西追李自成等部于甘肃；巡抚孙传庭则在澄城、延安、合水、三水一带，追剿过天星、混天星以及六队的争世王、大天王等部义军。