随后朱玫和李昌符也反叛僖宗，朱玫甚至另立襄王李煴为帝，由于自己和王重荣的冲突激起了公愤，田令孜自知无法继续擅权，辞去神策军护军中尉一职，自任西川监军，以求投靠陈敬瑄。接替他的杨复恭，则和王重荣、李克用和解，朱玫和李煴被杀，唐僖宗也回到长安。陈敬瑄怀疑高仁厚会反对自己，正逢时任遂州刺史的郑君雄反叛，占领汉州，攻打成都。陈敬瑄命部将李顺之迎战，杀了郑君雄，陈敬瑄又调兵遣将奇袭高仁厚，将他也杀害了。但他已不能控制东川，因为僖宗随后任神策军将领顾彦朗为新任东川节度使，陈敬瑄也未作抗拒。

回京的僖宗下诏剥夺田令孜的一切头衔，流放端州，但由于田令孜正在陈敬瑄庇护下，诏令沦为一纸空文。陈敬瑄觉察到顾彦朗和前神策军军官王建，可能联手对付他，王建原为田令孜义子，此时擅自占据阆州。田令孜建议召王建来成都为陈敬瑄效力，陈敬瑄同意了。田令孜便写信召回王建，王建把家属留在梓州顾彦朗身边，前往成都。但当王建到鹿头关时，陈敬瑄的幕僚李乂警告他要小心王建，陈敬瑄后悔了，想阻止王建，王建却不顾阻拦，直奔成都，于路击败陈敬瑄所部。他攻占汉州，将其交给顾彦朗之弟顾彦晖，又和顾彦朗进攻成都，未能攻克。僖宗派宦官调停，但陈敬瑄和王建都不接受。据记载，此次王建讨伐陈敬瑄对西川十二州都造成了大损，西川向朝廷纳贡的道路就此断绝。

唐僖宗驾崩，其弟长期讨厌田令孜的唐昭宗继位。王建仍然不能攻克成都，便上表昭宗，请求朝廷新派西川节度使，愿为新节度使效力。顾彦朗也作了类似上表，昭宗任宰相韦昭度为西川节度使，并下诏召陈敬瑄回京任神策军左龙武统军。陈敬瑄不但抗命，还准备向韦昭度开战，昭宗因此剥夺了陈敬瑄的一切头衔。一说当时在西川真正说了算的其实是田令孜，一切重要决策均出自他手。昭宗任韦昭度为西川行营招讨制置使，作为讨伐陈敬瑄的主帅，由山南西道节度使杨守亮、顾彦朗、王建协助，并从西川划出四州设立永平军，任王建为永平军节度使。

王建开始包围邛州，想把它作为自己的根据地，陈敬瑄采取的一切试图解邛州之围的措施都被王建挫败。邛州被王建攻克，王建让张琳留守，自己仍回成都继续围城，为了筹集军费，陈敬瑄大增税赋，残酷惩罚富人，百姓为之所苦。

韦昭度未能攻克成都，官军又新败于李克用，唐昭宗决定停止西川战事，恢复陈敬瑄的官爵，召回韦昭度，命顾彦朗和王建各归本镇。这时，被围的成都已经闹饥荒到了人相食的地步，王建不愿就此放弃，他试图说服韦昭度不顾昭宗命令继续作战，不果，便杀了韦的亲吏骆保，吓得韦把官军指挥权交给了王建，只身回京，分司东都。

王建继续围困成都，成都进一步陷入绝境，来自依附田令孜的威戎节度使杨晟的唯一补给线被王建切断。陈敬瑄出自家钱财救济百姓，招募壮士收割小麦，有百姓去王建的营垒买卖食盐，不能禁止，官员请求杀了他们，陈敬瑄说：“百姓饥饿，我没法照顾，让他们求生吧。”当陈敬瑄鼓励军队继续抵抗时，士兵已经不听从了，田令孜私下谒见王建请降，王建同意了。随后，陈敬瑄开城投降，王建占领成都，仍然像父亲一样对待田令孜，任陈敬瑄之子陈陶为雅州刺史，将陈敬瑄也安置在雅州。

王建免去陈陶的雅州刺史之职，安置陈敬瑄于新津，由新津的租赋供养陈敬瑄一家，但他又不停上表昭宗，请求处决陈敬瑄和田令孜。昭宗一直没批准，王建便打算自行其是，诬告陈、田谋反，在新津处决陈敬瑄。陈敬瑄早怀疑王建要杀他，预先在腰带里藏了毒药，想在被处决前服毒自杀，但当他被捕时，却发现毒药已经没有了，他最终被斩首。