如前所述，李自成在部署向北京进军时，采取了钳形攻势。当他和刘宗敏亲率大顺军主力取道太原、宁武、大同、宣化入居庸关，一路上扫荡沿边各镇明军，从北面向京师推进时，大顺军的另一支大军，即刘芳亮统率的左营，也按照统一部署展开了南线作战。
永昌元年二月，刘芳亮率部于蒲坂渡河，沿黄河北岸向东进军。二月下旬，进抵河南怀庆地区，明朝副将陈德（即陈永福之子）把巡按御史苏京拘捕起来，投降了大顺军。刘芳亮在怀庆地区设置了防御使、府尹和所属六县的县令。封在卫辉府（府治在河南汲县）的明潞王朱常淓早已吓得魂不附体，义军还未到达就在总兵卜从善的保护下，携带宫眷和宝器渡河南逃。刘芳亮安抚地方以后，领兵进取山西长治地区。长治古称上党，历来是兵家必争之地，明朝的沈王就分封在这里。当时明王朝各地政权机构已成瓦解之势，在义军到达之前，潞安府县的官员就逃跑一空，出现了地方无主的局面。大顺军兵不血刃地占领了长治和附近州县。当地士绅不禁叹息道：“夫河东上党，为古来用武必争之地，而皆唾手得之，天下事不可为矣。”义军活捉了沈王朱迴洪，缴获了宫中所藏大批金银宝器。刘芳亮任命孙明翼为潞安防御使，让他负责追赃助饷，“系诸郡王宗室及乡士大夫，非刑酷拷，大索金银，动以千万计，名为捐助。下至乘田委吏，无一得免者。或已经物故，复收其子孙一体拷掠，是名故宦例亦如之。……且分布诸贼各县严比。”刘芳亮留下大将平南伯刘忠镇守长治地区，自己引兵继续前进。
大顺军左营主力离开长治后，东下彰德府，派部将领兵收取大名府和府属各县，“布州县伪官，毒掠缙绅”。并且留大将刘汝魁镇守河南彰德府（今安阳）一带地方。他自己则带着部队取道磁州（今河北省磁县），进入畿辅地区。广平府（今邯郸地区，府治在永年县）的明朝地方官逃窜一空，“城中无主”。居住在广平府内的原通州总兵张汝行，派腹心前往磁州向刘芳亮纳款。三月初十日，大顺军进入广平府，“汝行郊迎三十里”。略事休整后，刘芳亮即整队北上。“汝行请为前行，献取京、通之策。芳亮许之。”队伍开拔前，刘芳亮任命翟凤耆为防御使，留下郭都尉、常掌旅领兵五百名镇守广平。
刘芳亮部继续北收邢台、河间等地，一路上皆望风归附。三月二十一日，进抵畿铺重镇保定。史籍中对大顺军向保定进军的场面，留下了这样的描写：“寇大至，络绎三百里，羽旂铁甲，炯烁夺目。尘坌纷起，昼为暝；马嘶人喊，海沸山摧。”足见兵威之盛。当时，大顺军旌旗所向，明朝的“守土文武吏率皆望风降遁，或绅士争为乱首，倒曳衣冠，疾走恐后，相与称仁诵义曰迎真主。”保定城里的百姓不愿为朱明王朝坚守，纷纷要求开门纳款。就在这时，“代帝亲征”的明大学士李建泰逃进了保定，他也认为“势难支”，不如及早投降。可是，署府事同知邵宗玄和新任知府何复，却同当地乡绅张罗俊等沆瀣一气，坚决主张守城。他们责骂“百姓无知”，不懂君臣大义，“下令人缀崇祯钱一于额以示戴主之义”，驱使军民上城拒守。大顺军在城下高声喊话，告以京师已于三月十九日攻克，奉劝他们不要执迷不悟，自寻绝路。张罗俊、邵宗玄等人顽暝不化，置若罔闻。刘芳亮见劝降无效，下令全力攻城。大顺军“架铳土阜上，击雉堞如振秋箨，铅丸铁子，喷天抉地，屋瓦飘纷。人皆戴木板循墙走。未几，西北楼火，南郭门又火，隍池溃，高橹灰飞，深沟涛散，守者不寒而栗。”。三月二十四日夜半，南城守弁王登洲等人缒城投降，“百雉顿空”，起义军一拥而上。李建泰所带的几百名军士也“崛然内应”，领着保定府推官许曰可、清苑知县朱永康向义军投诚。方正化、邵宗玄、何复、张罗俊等都被处死。
李自成在北京听说保定的明朝官绅仍在顽抗，唯恐激起将士的义愤，破城后杀人过多，特地发布诏书赦免当地军民。刘芳亮于克城前一个时辰接到诏书，进城后立即下令禁杀。他在西门召集士民宣读告谕，任命文华国为保定府尹，同时委任了推官和县令，责成他们办理粮草。第二天，“下令遍拿乡绅之未死者及其子若弟，拷掠惨毒”，进行追赃助饷。还把驱使军民拒守的劣绅、明工科给事中尹洗等处斩，“揭其首于竿，榜曰：据城抗师，恶宦逆子。”二十六日，刘芳亮留部将张洪守保定，自己带领军队向京师进发。李建泰也随同进京，受到李自成的礼遇。
下面再谈大顺军由山西东出固关，占领真定（今河北省正定）地区的经过。真定在明朝末年是巡抚衙门所在地。二月间，大顺军占领太原的消息传来，当地驻军就准备投降。奉巡抚徐标之命出守固关的参将李茂春，一面派人去山西同大顺军联络，一面把大顺军的檄牌传到真定。徐标碎牌斩使，表示要同大顺农民军对抗到底。他标下的兵丁立即行动起来，把徐标绑出西门斩首，推都司谢加福为首，称副总兵，用大顺永昌年号，通令府属各县迎接义军。三月初七日，大顺军一部在大将任继荣、马重禧等人的统领下由固关来到真定。马重禧任大顺政权真保节度使，并任命了防御使、府尹、推官、县令等各级地方官。三月下旬，任继荣带领部分兵马经保定前往京师。
大顺军的南线作战，有力地配合了李自成、刘宗敏所统主力的攻占北京，完成了收取黄河以北大批郡县的任务，对于大顺农民革命全盛局面的出现作出了重大贡献。