Trong 1786, quân Tây Sơn tiến về phương Bắc để lật đổ lãnh chúa Trịnh. vào ngày 21 tháng 7 1786, Thăng Long bị quân Tây Sơn khống chế. Sự cai trị của 241 năm của Lãnh chúa Trinh (1545-1786) ở phía Bắc (194-quy tắc năm ở Thăng Long) và phân vùng hai thế kỷ của đất nước giữa Đặng Trọng và Đặng Ngô Quyền đã chấm dứt.
Nguyễn Huệ, Tổng tư lệnh quân đội Tây Sơn, ân cần trả lại quyền lực cho vua Lê. Đổi lại, Nhà vua trao cho anh ta bàn tay của con gái mình., Princess Le Ngoc Han.
Sau đó, Nguyễn Huệ trở về miền Nam. Vua Lê Chiêu Thống không thể cai trị đất nước, và một cuộc tranh giành quyền lực cấp tính nảy sinh giữa một số nhóm chiến binh. Quân Tây Sơn đã phải ra Bắc chống lại để trấn tĩnh tình trạng bất ổn do chính Nguyễn Huệ lãnh đạo. Trong một tháng, ở lại Thăng Long, Nguyễn Huệ quản lý để thu hút nhiều trí thức tiến bộ và cũng tổ chức lại chính quyền ở miền Bắc.
Đến cuối 1788, Quốc gia, Bao gồm cả Thăng Long, phải đối mặt với một cuộc xâm lược quy mô lớn do nhà Thanh phát động từ Trung Quốc. Lấy cớ trả lời yêu cầu hỗ trợ của vua Lê Chiêu Thông, nhà Thanh đã gửi một đội quân mạnh 290.000 đến Việt Nam trong nỗ lực chinh phục nó.
Tin tức đến Phú Xuân (Huế ngày nay), và Nguyễn Huệ lên ngôi Hoàng đế Quang Trung vào ngày 22 tháng 12 1788. Anh lập tức lên đường ra Bắc với đội quân của mình và nhanh chóng đến Tam Điệp (ở giữa tỉnh Thanh Hóa và Ninh Bình) vào ngày 15 tháng 1 1789. Sau đó, trong đêm trước Tết Nguyên đán của năm đó (25tháng giêng 1789), lực lượng Tây Sơn rời Tam Điệp và bắt đầu một loạt các cuộc tấn công của mình. Sáng ngày mùng 5 tháng giêng âm lịch (30tháng giêng 1789), Quân của ông đồng loạt tấn công hai tiền đồn ở Ngọc Hội và Đống Đa. Đến trưa cùng ngày, các vị trí của kẻ thù đã bị phá hủy. Quân địch rút lui về phía Trung Quốc trong hoảng loạn với Đại tướng để lại dấu ấn của chính mình. Hiện tại, một lễ hội được tổ chức hàng năm tại đồi Đống Đa để ăn mừng chiến thắng này.
Thời nhà Tây Sơn, Phú Xuân là thủ đô đất nước, nơi Quang Trung trị vì, trong khi Thăng Long là thành phố chính ở miền Bắc. Tuy nhiên, Hoàng thành ở Thăng Long được bảo trì và sửa chữa tốt. Vua Quang Trung ban hành chính sách khuyến khích nông nghiệp, thủ công mỹ nghệ mang lại những thành quả đáng chú ý ở Thăng Long.
Nhà Tây Sơn không tồn tại lâu nhưng để lại dấu ấn sống động trên các trang lịch sử của Thăng Long-Hà Nội.