第四个阶段从唐僖宗乾符二年至唐亡(875～907)，是藩镇相互兼并的时期。
乾符二年，王仙芝、黄巢领导的唐末农民战争爆发，唐朝虽然徵集各镇士兵围剿，并委任都统、副都统为统帅，实际上指挥并不统一。
许多节镇利用时机扩充自己的实力。
广明元年十二月(881年1月)，黄巢攻入长安后，唐朝中央政权实际已经瓦解，这时在全国逐渐出现了许多割据势力，有的原是唐朝的节度使(如高骈)；
有的则是自己形成一个武装集团之后，被唐朝授予节度使(如杨行密、董昌、钱镠)。这样，割据的藩镇空前增多。
农民起义军失败后，这些藩镇立即转入互相兼并的战争中，数十年战争不断，几乎遍及全国。天佑四年(907)，名义上的中央朝廷也被藩镇之一朱温夺去了，演变为五代十国，成为唐代藩镇割据的延续。直到北宋统一，才结束这一局面。