东汉末年政局不稳，外戚专政，宦官专权，对西羌战争持续数十年，花费巨大，徭役兵役繁重。加之土地兼并现象严重，民不聊生。

公元184年（甲子年），张角相约信众在3月5日以“苍天已死，黄天当立，岁在甲子，天下大吉”为口号兴兵反汉；“苍天”是指东汉，“黄天”指的就是太平道，而且根据五德始终说的推测，汉为火德，火生土，而土为黄色，所以众信徒都头绑黄巾为记号，象征要取代腐败的东汉。张角一面派人在政府机关门上写上“甲子”二字为记认，另一方面派马元义到荆州、扬州召集数万人到邺准备，又数次到洛阳勾结宦官封胥、徐奉，想要里应外合。

可是在起义前一个月，张角一名叫做唐周的门徒告密，供出京师的内应马元义，马元义被车裂，官兵大力逮杀信奉太平道信徒，株连千余人，并且下令冀州追捕张角。由于事出突然，张角被迫提前一个月在二月发难，史称黄巾起义，因为起义者头绑黄巾，所以被称为“黄巾”或“蛾贼”，张角自称“天公将军”，张宝、张梁分别为“地公将军”、“人公将军”在北方冀州一带起事。他们烧毁官府、杀害吏士、四处劫掠，一个月内，全国七州二十八郡都发生战事，黄巾军势如破竹，州郡失守、吏士逃亡，震动京都。

汉灵帝见太平道如此厉害，慌忙于3月戊申日以何进为大将军，率左右羽林五营士屯于都亭，整点武器，镇守京师；又自函谷关、大谷、广城、伊阙、轘辕、旋门、孟津、小平津等各京都关口，设置都尉驻防；下诏各地严防，命各州郡准备作战、训练士兵、整点武器、召集义军。

皇甫嵩及朱儁各领一军，控制五校、三河骑士及刚募来的精兵勇士共四万多人，讨伐颍川一带的黄巾军 ，朱儁又上表招募下邳的孙坚为佐军司马，带同乡里少年及募得各商旅和淮水、泗水精兵，共千多人出发与朱儁军连军。庚子日，张曼成攻杀南阳郡守褚贡，响应张角。

汉军在首战并未得利，于4月，朱儁军就被黄巾波才所败而撤退，皇甫嵩唯有与他一起进驻长社防守，被波才率大军围城，5月，京师见皇甫嵩被围，派曹操率军救援。不过援军未到时，皇甫嵩已心生一计，在傍晚时分吹起大风，皇甫嵩命士兵手持火把暗暗出城，利用黄巾军营寨周围的杂草，用火攻大破敌人，大呼进攻，城上亦举出火把响应，皇甫嵩以鼓助战，冲入敌阵，黄巾军大乱，四处奔走。又遇上曹操的援军，被皇甫嵩、朱儁和曹操三面夹击，斩杀数万人，汉军大胜。

经过约9个月的战争，黄巾军被镇压，期间，张角病亡，张宝、张梁被杀。

起义虽被东汉朝廷镇压，但汉室威信自此遭遇严重打击，然而汉灵帝并未改观，反而继续享乐。于各地还不断发生小型叛乱，产生许多分散的势力，为了有效镇压起义，于中平五年（公元188年）三月，灵帝接受太常刘焉的建议，将部分刺史改为州牧，由宗室或重臣担任，让其拥有地方军、政之权，以便加强地方政权的实力，更易控制地方，有效进剿黄巾残部。而正因汉灵帝下放权力，助长地方军拥兵自重，各群雄互相攻击，逐鹿中原，甚至东汉皇帝在军阀手中如同无物，所以黄巾起义是促使东汉灭亡的导火线，也是三国时代的序幕。