全盘供出了太平道的计划，连京师内应马元义也一并暴露。朝廷闻讯大惊，立刻搜捕，马元义被当众车裂示众。官兵随即在洛阳及各地大肆捕杀太平道信徒，受牵连者多达一千余人，同时下旨，紧急前往冀州追捕张角。
事出仓促，起义计划完全暴露。
张角当机立断，提前一个月，在二月就下令全国起义。
这场震动天下的大起义，就此爆发，史称黄巾起义。
起义军人人头裹黄巾，因此被官府称作“黄巾”，也被污蔑为“蛾贼”。
张角自称天公将军，二弟张宝为地公将军，三弟张梁为人公将军，在冀州一带率先举兵。
黄巾军焚烧官府、捕杀官吏、攻破坞堡、劫掠豪强，长期受压的百姓一呼百应。
短短一个月内，全国七州二十八郡同时烽烟四起，黄巾军所向披靡，州郡接连失守，长吏望风逃亡，消息传至洛阳，整个朝廷为之震动。
汉灵帝刘宏这才从西园的享乐中惊醒，慌忙部署应对。
三月戊申日，灵帝以何进为大将军，率领左右羽林五营将士屯驻都亭，整顿兵器，镇守京师；又在函谷关、大谷、广城、伊阙、轘辕、旋门、孟津、小平津等洛阳周边八大关口，全部设置都尉驻防，严防黄巾军逼近京城；同时下旨，令全国各州郡自行募兵、训练士卒、修缮军械、征召义勇。
局势危急，朝中忠臣纷纷进言。
北地太守皇甫嵩上奏，请求解除多年的党锢，并拿出皇宫内库的钱财、西园的良马分赐将士，提振士气。中常侍吕强也劝谏灵帝：“党锢之祸积怨已久，如果这些士人与黄巾合谋，到时就悔之无救了。”
汉灵帝恐惧之下，终于采纳建议，在壬子日大赦天下党人，放还被流放的党锢家属；又下令公卿以下官员捐献战马、弓弩，推荐将官子孙及民间通晓兵法者，到公车署接受选拔。
朝廷随即兵分三路，镇压叛乱：
- 卢植率领副将宗员及北军五校将士，负责北方战线，与张角主力正面周旋；
- 皇甫嵩与朱儁各领一军，统率五校、三河骑士及新募精兵共四万多人，讨伐颍川黄巾；
- 朱儁又特意上表，征召下邳孙坚为佐军司马，孙坚带领乡里少年与招募的商旅、淮泗精兵共千余人，与朱儁会合南下。
与此同时，南阳黄巾军首领张曼成起兵，攻杀南阳太守褚贡，响应张角，南方局势也全面失控。
战争初期，汉军接连失利。
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