就在张献忠攻克成都的时候，南京的弘光朝廷诏令原川陕总督樊一蘅仍任原职，又授原大学士王应熊为兵部尚书，总督川湖云贵四省军务，楚、郧、贵、广悉听其节制，并拨给饷银三万两，赐尚方宝剑便宜行事。
然而王应熊名为督师，却无师可督，只能散尽家财，招兵数千人，与樊一蘅避居遵义，开府理事，檄传各州县旧将会师共举。
很快，曾英、刘鳞长，以及余大海、李占春、张天相等诸部皆表示愿受其节制，官军声势得以复振，重新拥兵十余万，并不断向蜀中反扑，试图收复失地。
与此同时，坐镇川北的大顺四川节度使，怀仁伯马科亦率部夺回了顺庆，马科正打算从顺庆水陆并进，袭取重庆，阻断张献忠与湖广左良玉的联系，避免两军联合，然后召集摇黄十三家，走内水向西，逼大西军退往云贵山区，从而达到全据川中的目的。
没想到顺庆这边船只尚未打造完毕，张献忠已命张能奇率军三万前来攻打绵州，意图攻略汉中，直捣西安。
马科唯恐绵州有失，遂召集诸将言道：“川北之地幅员辽阔，我军兵少，难以守御，然所占之地不可轻易放弃，本镇业已驰报陛下，请增援军！今顺庆城防坚固，敌军不易攻取，故本镇决定亲率三千精锐潜往绵州，救援马爌！尔等且继续留守城中，切记若敌军来攻，只可坚守，不可轻举妄动！”
诸将齐声答应，马科于是带着三千精骑趁夜悄悄打开城门，往绵州而去。
再说张能奇将三万精兵分作三路，其中振武将军洪正隆领兵五千为右翼，走金堂、中江一路向三台；英勇将军张其在领兵五千为左翼，走什邡、绵竹、安县一路向江油；他自己则亲率两万步骑经新都、汉州、德阳、罗江，一路杀向绵州。
马科的援军前脚刚入绵州，张能奇的兵马也紧随而至。双方在城下展开激战，然而一连数日，大西军却始终无法攻下城池。
八月二十一日，洪正隆的右翼兵马由潼川赶至绵州，与张能奇汇合，此时正逢张能奇爱妾生日，张能奇见大军皆已疲惫不堪，于是下令全军暂停攻城，就地休整两日，顺便在营中为爱妾庆贺祝寿。
消息很快就由细作传至城内，马科得报大喜，却故意示弱，不开城门，只派少数老弱之兵悄悄缒城而出，掠取粮草物资。
张能奇见马科连城门也不敢开，以为城中兵少，无力出击，顿时放心不少，但为了防备大顺军夜里袭营，还是命令洪正隆派两千人马埋伏于营寨之外，以防不测。
不想一夜过去相安无事，城中竟是毫无动静，这下张能奇终于完全放下心来，让洪正隆将伏兵召回，全军一齐开怀畅饮，只待次日一鼓作气，攻克绵州。
哪知到了中午，正当大西军将士酒足饭饱，昏昏欲睡之际，营寨外忽然杀声四起，大顺军骑兵在马科的带领下，犹如猛虎下山般破寨而入，在慌乱奔逃的人群中乱杀乱砍起来。
大西军仓促应战，被打了个措手不及，兵马死伤不计其数。张能奇一身酒气，来不及披甲便在亲兵的搀扶下提刀上马，只见四面八方到处都是大顺军，虽张能奇勇猛无敌，可是连杀了许久，却始终无法击退敌军。
就在此危急时刻，忽见寨外烟尘四起，原来是张其在率领的左翼兵马赶到了。
绵州守将马爌站在城楼之上，望见大西军援军将至，立刻带着三千兵马出城拦截。
见马爌挡住了张其在的援军，马科当即举刀高喊道：“弟兄们！随我杀敌！斩首一级者赏银十两，生擒张能奇者赏银五千！”
正所谓重赏之下必有勇夫，大顺军将士顿时勇气百倍，人人奋勇，个个争先。尽管张能奇死战不退，然而战至日暮时分，在他身旁已然没剩下多少兵马了，而大顺军却是越战越勇。
洪正隆满身血污地冲到张能奇面前，向着他高声大吼道：“四将军，快撤吧！再不撤可就要全军覆没了！”
“不行！就这么回去，父王必然降罪于我！大家不许撤，随我继续杀敌！”张能奇虽身负多处刀伤，战马也已伤重而死，可他却仍如同疯子一般，没有丝毫想退的意思，高举钢刀，不管不顾地向前冲去。
情势万分危急，洪正隆当机立断，吩咐众亲兵架起张能奇，强行将他推上马背，然后护住左右，拼死冲出了重围。
马科见张能奇逃远，并没有追杀，径直收兵回城去了。
张能奇身负重伤，在洪正隆和张其在的保护下，一路退至罗江，收拢沿途溃散兵士，只剩八千余人，且多数有伤在身。张能奇见罗江无险可守，乃退往鹿头关，然后将兵马交付给张其在和洪正隆，自己单骑赶回成都，向张献忠禀报。
张献忠见张能奇重伤在身，并没有过多苛责，只是嘱咐他回去好生休养，并让医官前往张能奇府中，以上好的金创药医治，然后下令召集众文武上殿议事。
待文武聚齐殿中，张献忠扫视一眼众人，发现所有人皆是面色凝重，一言不发，当即笑着说道：“你们紧张个屁！虎臣此败尽在老子预料之中，这小子平日里自以为天下无敌，老子早知他不是马科的对手，就是想让这小子受点挫折，以为磨砺！”
张献忠话音刚落，定国立刻抱拳请命道：“父王，四弟鲁莽，故有此败！现如今全川皆已归附，自然不能再让顺军盘踞于川北！儿臣愿领一军北上，驱逐马科，一举拿下汉中！”
不料张献忠却是把手一摆，当场拒绝道：“这些时日老子早就在成都呆腻了！此番老子要御驾亲征，定让那马科束手就擒！可旺，成都就由你留守监国吧！”
“今时不同往日，军中能征惯战之将众多，父王你又何必亲临险地？刀枪无眼，倘若有个闪失，岂不是悔之晚矣！”定国一听张献忠要亲自出战，连忙阻止道。
汪兆龄在一旁却是微微一笑道：“定国将军差矣，如今大明已经倾覆，咱们大西军与李自成之争，已非平常之争，乃是国运之争！汉中乃是巴蜀门户，咽喉之地，只有拿下汉中，方能够立于不败之地，当年刘备与曹操争夺汉中，刘备亦是倾尽全力，男子当战，女子当运，方才最终击败曹操，全据汉中！王上今日御驾亲征，又有何不可？众将士见王上亲临，必将奋勇争先，何愁顺军不破，川北不定？”
汪兆龄的话更是让张献忠下定了决心，他捋着长髯对定国说道：“宁宇啊，老子主意已决，就不要再劝了，你且与汪丞相一并留下，辅佐可旺镇守成都！”
“儿臣遵命。”定国本想再劝，但看张献忠意志坚定无法更改，也只得无奈退下。
九月初一，张献忠亲率十万大军由成都出发，前往与大顺军争夺川北，吴继善、龚完敬二人亦随军同行，以为军师。
马科听闻张献忠亲征，连忙找来马爌商议，二人议了半天，最终还是决定放弃绵州，一面退过涪江东岸，在梓潼、剑阁一带重重布防，一面向李自成告急，请求援军。
张献忠兵不血刃进入绵州，将其改名为得胜州，正准备渡过涪江追赶马科，却有吴继善前来劝阻道：“马科望风而逃，可见其并非劲敌，何必劳动王上御驾？如今川西南皆已平定，只要派遣可旺、定国二位将军前来，必能马到成功！当务之急乃是设官抚民，巩固新占州县！绵州此地人杰地灵，王上只须驻兵于此，招贤纳士，然后坐看各军平定川北即可。”
张献忠听后深以为然，采纳其言，派人赶赴成都檄调张可旺和定国前来。
张文秀此前在遂宁驻扎，听闻张能奇兵败，立刻率兵来援，待他赶到时，张献忠已然拿下了绵州。见到文秀，张献忠颇感意外，立马吩咐他前往收抚附近州县，并搜寻当地名声较好的仕宦缙绅，邀请他们出来做官。
文秀领命，分派诸将前往各州县驱逐大顺军残部，同时张榜安民，搜求贤能。
当地缙绅见大西军秋毫无犯，隐隐有王者之师的气象，又见明室已亡，将来得天下的不是李自成便是张献忠，但李自成毕竟逼死了崇祯帝，从感情上来说，他们无法接受为此弑君之贼效命，但对于张献忠，就没有这么多顾虑了，于是纷纷归附至张献忠麾下。
其中最有名的就是绵州缙绅严锡命，此人和吴继善同是前大学士徐光启的门生，信奉天主教，本是崇祯十年进士，做过通州知州，因见世道混乱朝不保夕，干脆致仕回家避难。如今听说吴继善在张献忠军中颇受重用，遂前往拜见，请求为他引荐。
吴继善念及旧情满口答应，将其引至张献忠面前，见到张献忠，严锡命开门见山地说道：“大王，如今崇祯皇帝已死，然民间仍称今年为崇祯十七年。先前李自成大军占据绵州，强迫百姓使用他的甲申历，称永昌元年，可又有满洲皇帝占了京师，称顺治元年，南京监国的福王又称监国元年，这天下忽然间冒出了这么多年号，咱们四川百姓一时竟不知该用哪个？大王既已平定巴蜀，便应早正大位，改元颁历，使百姓有正朔可奉，此事方是正道。”
张献忠不禁露出了为难的神情：“严先生，你说的不无道理，但这历书却是无人会制，不知你可有中意人选？”
严锡命连忙说道：“大王，制历乃是西洋人之所长，在下恰好认识两个洋人正在此地，一个名叫利类思，乃是西洋义大利国西西里岛人。一个名叫安文思，乃是南洋吕宋国人。”
张献忠听后大喜道：“既有这样的人，还不速速把他们接来见我！”
利类思和安文思两名传教士很快就被请到了张献忠帐中，张献忠见二人虽金发碧眼，模样奇怪，但却说得一口流利的官话，行为举止也是彬彬有礼，心中很是喜欢，问他们能否制作历书，二人也是毫不犹豫地应承下来，随后又向张献忠说起天体构造、日月运行等一堆张献忠闻所未闻之事。
张献忠听得是云里雾里，更觉得二人高深莫测，便将他们留下编制历书，只待平定川北之后，就返回成都，颁行新历。至于严锡命，张献忠见其文雅恭顺，能言善辩，又有举荐之功，当即许其为宰相。
再说张可旺和定国从成都赶至绵州，张献忠命二人去攻马科，又檄传张文秀、刘进忠攻取顺庆，以为策应。
张可旺与定国二人率五万大军渡过涪江，连败马爌于魏城、梓潼，马爌败回剑阁与马科据险死守。张可旺自领大军围攻剑阁，又命定国分兵去取保宁，保宁守军望风而逃。
保宁失守，马科当即弃了剑阁，退往广元，并飞驰向西安告急，请发援兵。
川北各州县亦纷纷逐杀大顺官吏，向大西军投降，摇黄十三家见民心如此，纷纷主动前来归附。而张文秀、刘进忠在攻下顺庆后，也跟着挥军北上，与张可旺、定国合兵一处，共同攻打广元。