Biết tình hình Đại Việt bất ổn, với âm mưu xâm lược nước ta, cuối năm 1406, nhà Minh hội quân ở Tam Đái, Bạch Hạc (Phú Thọ) tấn công nước ta. Để đánh lạc hướng quân Hồ, Trương Phụ đã cho tăng thêm một số quân nữa di chuyển sang phía Bắc Gia Lâm phô trương thanh thế, sau lại điều một đạo quân lên đến hạ lưu sông Chú (một khúc của sông Thương ở Bắc Giang) đề phòng quân nhà Hồ đánh úp từ phía sau.

Cùng với mặt trận quân sự, chúng sai người treo bảng kết tội việc Hồ Quý Ly tiếm ngôi nhà Trần, làm khẩu hiệu "phù Trần diệt Hồ" thả xuống sông để đánh vào tinh thần quân lính, khoét sâu thêm mâu thuẫn trong nội bộ triều Hồ.

Trước cuộc tiến công ồ ạt vào nhiều hướng của kẻ thù, quân Hồ phần lực lượng bị ly tán, phần vì tinh thần chiến đấu thấp nên nhanh chóng bị quân Minh đánh lui, mất các vị trí phòng thủ ở phía Bắc. Các tướng Hồ Nguyên Trừng và Hồ Đỗ phải lui binh rồi dựa vào hệ thống phòng tuyến dọc sông Hồng và sông Chú để cự địch.

Nhà Hồ do không nắm được hướng tiến công chủ yếu của địch nên dàn đều lực lượng đối phó trên cả hai hướng Đông Đô và Đa Bang. Lợi dụng tình thế ấy, Trương Phụ, Mộc Thạnh quyết định tập trung binh lực mở cuộc tiến công chiếm thành Đa Bang thuộc tỉnh Hà Tây cũ.

Dù thành được xây dựng rất cao và kiên cố, phía trong có hào sâu với những cọc tre vót nhọn chôn ngầm, phía ngoài tường thành có những hồ rộng cắm chông nhọn, quân số nhà Hồ ở trong thành đông nhưng phía ngoài thành lại có những bãi cát rộng thuận lợi cho quân địch đổ quân ra tập kết lực lượng đánh thành.

Ngày 10/1/1407, Mộc Thạnh dẫn quân đánh chiếm cửa sông Thao và cửa sông Tuyên Quang ở Bạch Hạc, lực lượng quân Hồ ở đây chống cự không nổi lại phải rút lui. Năm ngày sau, quân Minh khiêng thuyền chiến ra bãi sông Phú Lương, dùng cầu phao chuẩn bị vượt sông.

Ngày 17/1, Trương Phụ tập trung binh lực đánh bãi Mộc Hoàn, tướng Nguyễn Công Khôi của nhà Hồ không phòng bị nên nhanh chóng bị tiêu diệt. Thuyền chiến bị đốt cháy gần hết. Quân Minh dùng cầu phao vượt sông, cho quân vây kín Đa Bang. Cùng thời gian này, cánh quân do Trương Phụ chỉ huy cũng áp sát chân thành.

Đêm ngày 19/1, quân Minh ồ ạt tấn công thành Đa Bang, quân nhà Hồ chống trả quyết liệt, gây nhiều thiệt hại cho kẻ thù nhưng vì lực lượng đông hơn rất nhiều nên quân Minh hết đợt này đến đợt khác lao vào, liều chết vượt rào, dùng thang mây leo lên mặt thành đông như kiến. Quân nhà Hồ dù chiến đấu ngoan cường nhưng cuối cùng phải lui vào cố thủ.

Đến sáng ngày 20 quân Hồ lại đục tường cho voi chiến lao ra tấn công quân địch nhưng quân Minh dùng hỏa khí tấn công lại, voi bị thương phải chạy vào thành. Thừa cơ, quân Minh đuổi theo, ùa vào thành khiến quân nhà Hồ phải bỏ thành tháo chạy.

Vậy là chỉ qua một đêm, thành Đa Bang - vị trí phòng thủ then chốt của nhà Hồ đã hoàn toàn tan vỡ.

Sau thất bại ở thành Đa Bang, quân Hồ suy yếu thấy rõ, liên tiếp thất bại trên chiến trường. Ngày 23/4, quân Minh đánh vào Lỗi Giang, quân Hồ không đánh mà tan. Ngày 29/4, quân Minh đánh vào cửa biển Điển Canh, thủy quân nhà Hồ tự tan vỡ.

Ngày 5/5, quân Minh đánh vào cửa biển Kỳ La (Kỳ Anh - Hà Tĩnh). Ngày 11/5, chúng đánh vào Vĩnh Ninh, bắt được Hồ Quý Ly, Hồ Nguyên Trừng. Ngày 12/5, bắt Hồ Hán Thương và thái tử Nhuế ở Kỳ Anh, nhà Hồ sụp đổ.

Sự thất bại nhanh chóng của quân đội nhà Hồ ở thành Đa Bang là bài học lớn dành cho hậu thế noi theo. Theo sách "Những trận đánh nổi tiếng trong lịch sử Việt Nam", sự thất bại của nhà Hồ có nhiều nguyên nhân.

Trước hết, đó là sai lầm trong tổ chức chỉ đạo chiến tranh và tác chiến chiến thuật. Nhân tố có ý nghĩa quyết định là nhà Hồ đã không đoàn kết được dân tộc trong cuộc chiến tranh giữ nước, không tổ chức và phát động được cuộc chiến tranh nhân dân để chống ngoại xâm, đúng như Nguyễn Trãi từng viết: Nhân họ Hồ chính sự phiền hà/ để trong nước lòng dân oán hận.

Đứng trên phương diện nghệ thuật quân sự, nhà Hồ đã phạm phải những sai lầm nghiêm trọng, quá chú trọng vào việc phòng ngự, lấy chủ lực đối đầu trực tiếp với địch và dùng trận địa chiến làm phương thức tác chiến cơ bản.

Cha con Hồ Quý Ly chủ trương xây dựng thành Đa Bang thành căn cứ quân sự kiên cố để chống lại sự tấn công của kẻ thù. Phương thức tác chiến đó hoàn toàn không phù hợp với nghệ thuật quân sự lấy ít địch nhiều, đánh vào chỗ yếu kẻ thù của dân tộc ta.

Nhà Hồ chỉ chú trọng vào lực lượng tập trung, dốc chủ lực ra chặn địch, chưa kết hợp được sức mạnh chiến đấu của toàn dân, do đó luôn phải chiến đấu trong thế phòng ngự bị động, giúp cho quân Minh có cơ hội tiêu diệt các cứ điểm của nhà Hồ trước khi tung ra đòn quyết định ở thành Đa Bang.

Thành Đa Bang tuy được xây dựng kiên cố nhưng ở vị trí chỉ thuận lợi cho bên tiến công, quân Minh đã lợi dụng những bãi cát rộng gần thành để tập trung lực lượng tấn công. Thế trận ở thành Đa Bang bộc lộ nhiều sơ hở, quân nhà Hồ không có những lực lượng hỗ trợ cho thành, biến thành Đa Bang trở thành điểm chơ vơ không nơi nương tựa.

Cuối cùng, bộ chỉ huy quân nhà Hồ đã mắc sai lầm, chủ quan trong chỉ huy, đánh giá tình hình, ỷ vào thành lũy, hỏa khí của Hồ Nguyên Trừng… nên nhanh chóng thất bại khi bị giặc tấn công.

Sự thất bại của quân đội nhà Hồ không chỉ chôn vùi sự nghiệp của vương triều này, còn đánh dấu sự thất bại của phép dùng binh đơn thuần chỉ biết dựa vào quân đội, vũ khí, thành quách trong điều kiện phải lấy nhỏ đánh lớn của cuộc chiến tranh giữ nước lúc bấy giờ.

Tất cả những nguyên nhân trên đã khiến đội quân hùng mạnh của Hồ Quý Ly nhanh chóng thất bại.