Nguyên nhân
Sử sách không ghi chép thật rõ ràng về sự kiện mâu thuẫn giữa anh em Tây Sơn. Có tài liệu nói rằng Nguyễn Nhạc yêu cầu Nguyễn Huệ nộp vàng bạc lấy từ kho của họ Trịnh ở Bắc Hà mang về Nam nhưng vua em không chịu; hơn thế vua em lại xin vua anh cho cai quản thêm Quảng Nam và vua anh không chấp thuận, do đó Nguyễn Huệ chủ động mang quân vào Nam đánh Nguyễn Nhạc.
Có ý kiến bàn thêm rằng, chủ trương của Nguyễn Nhạc là tập trung tiêu diệt chúa Nguyễn, chỉ đánh chiếm phần đất của chúa Nguyễn để thay thế cai trị tại miền Nam và giữ hòa bình với Bắc Hà, cho nên việc Nguyễn Huệ tự ý đem quân Bắc tiến là trái ý vua anh. Ngay khi biết tin Nguyễn Huệ đánh Thăng Long, vua Tây Sơn vội mang quân ra Bắc, thực chất là để gọi em về. Mặt khác, Nguyễn Nhạc không yên tâm với sự phát triển thế lực riêng của Nguyễn Huệ. Trong khi đó, là người có hùng tâm, Nguyễn Huệ có chủ trương tự lực phát triển ra ngoài tầm kiềm chế của vua anh và việc Bắc tiến của ông không hẳn chỉ vì lời khuyên của Nguyễn Hữu Chỉnh. Đây mới chính là nguyên nhân dẫn tới mâu thuẫn của anh em Tây Sơn.
Sử cũ ghi rất vắn tắt và thật không rõ ràng về sự kiện này, chỉ biết khoảng đầu năm 1787, Nguyễn Huệ mang 60.000 quân Nam tiến vây thành Quy Nhơn. Theo thư của một số linh mục Pháp, để có đủ 6 vạn quân vây bọc thành Quy Nhơn, Nguyễn Huệ bắt thêm toàn bộ đàn ông ở Thuận-Quảng làm lính, khiến nhiều vùng không còn đàn ông nữa. Nguyễn Nhạc bị vây ngặt bèn gọi Đặng Văn Trấn, đang trấn thủ Gia Định, ra cứu. Trấn vâng lệnh mang quân ra, nhưng đến Phú Yên đã bị Nguyễn Huệ bắt sống. Nguyễn Huệ nã pháo tới tấp vào thành Quy Nhơn. Nguyễn Nhạc bị vây bức quá phải lên thành khóc xin em đừng đánh thành nữa. Nguyễn Huệ bằng lòng giảng hòa với anh.
Tuy nhiên, theo một giáo sĩ phương Tây tại Việt Nam lúc đó, anh em Nguyễn Nhạc, Nguyễn Huệ tuy mâu thuẫn nhưng cho đến khi Nguyễn Huệ bắt được Đặng Văn Trấn, quân đội hai bên vẫn chưa thực sự đánh nhau thì Nguyễn Lữ đứng ra điều đình và hai bên vì tình cảm trong nhà đã đồng ý giảng hoà.
Nguyễn Nhạc phong vương cho hai em, mỗi người chia nhau giữ một khu vực từ tháng 4 năm 1787:
- Nguyễn Nhạc xưng là Trung ương Hoàng đế, đóng đô ở Quy Nhơn.
- Phong Nguyễn Lữ làm Đông Định Vương, cai quản vùng đất Gia Định.
- Phong Nguyễn Huệ làm Bắc Bình Vương, cai quản vùng đất từ đèo Hải Vân trở ra Bắc.
Nguyễn Huệ giảng hoà và nhận chức Bắc Bình vương của vua anh phong. Hai anh em lấy Bản Tân làm ranh giới, từ Thăng Hoa, Điện Bàn ra Bắc thuộc Nguyễn Huệ, từ Quảng Ngãi trở vào thuộc vua Thái Đức. Như vậy vua Thái Đức đã thoả mãn yêu cầu được cai quản Quảng Nam của vua em. Còn Nguyễn Lữ trấn thủ Gia Định, có thái bảo Phạm Văn Tham giúp sức.
Hậu quả
Việc bất hòa giữa anh em Tây Sơn để lại hậu quả nghiêm trọng và lập tức bị kẻ địch từ hai phía tận dụng.
Ở phía Nam, sau trận Rạch Gầm - Xoài Mút, Nguyễn Huệ đã chủ động giao hảo với vua Xiêm để cởi bỏ thù hằn, do đó vua Xiêm không có ý giúp Nguyễn Ánh trở về lần nữa. Tuy nhiên sau 3 năm lưu vong ở Xiêm, Nguyễn Ánh nhận ra cơ hội này để về nước và đã tập hợp lực lượng, trở về vào tháng 8 năm 1787.
Nguyễn Lữ hèn yếu nghe tin Nguyễn Ánh trở về vội vã tránh đi nơi khác để Gia Định cho Phạm Văn Tham giữ. Sau đó thế quân Nguyễn Ánh ngày càng mạnh khiến Nguyễn Lữ sợ hãi mang quân bản bộ rút chạy về Quy Nhơn. Quân Tây Sơn đã mỏng lại càng mỏng. Mặc dù sau đó Phạm Văn Tham đã nỗ lực chống trả nhưng vì không được viện binh trợ lực nên tháng 8 năm 1788 Nguyễn Ánh chiếm lại được Gia Định. Phạm Văn Tham rút chạy ra ngoài vẫn cố đơn độc chiến đấu để chờ viện binh nhưng lúc đó Nguyễn Nhạc chỉ lo phòng bị vua em Bắc Bình vương ở phía bắc mà không đoái hoài đến việc cứu phía Nam nữa. Thế cùng sức kiệt, đầu năm 1789 Phạm Văn Tham bị Nguyễn Ánh vây chặt, lại bịt đường ra biển về Quy Nhơn nên buộc phải đầu hàng. Tây Sơn lại mất Nam Bộ.
Sau một thời gian để mất Gia Định và trở về Quy Nhơn, Đông Định vương Nguyễn Lữ lâm bệnh qua đời. (Xem thêm bài về Nguyễn Lữ)
Ở Bắc Hà, Nguyễn Hữu Chỉnh nhân lúc Tây Sơn lục đục bèn có ý chống lại Tây Sơn. Nguyễn Huệ phái Vũ Văn Nhậm, con rể của Nguyễn Nhạc, ra tiêu diệt Nguyễn Hữu Chỉnh. Tuy nhiên, đến lượt Vũ Văn Nhậm chuyên quyền, có ý chống Nguyễn Huệ. Tháng 4 năm 1788, Lê Chiêu Thống đã bỏ kinh đô lưu vong. Nguyễn Huệ phải đem quân ra Bắc lần thứ hai, giết Vũ Văn Nhậm. Ông tổ chức lại hệ thống cai trị ở Bắc Hà, đưa các danh sĩ có tên tuổi như Ngô Thì Nhậm, Phan Huy Ích ra đảm đương công việc.
Sau khi đã lập Sùng nhượng công Lê Duy Cận làm Giám quốc, Nguyễn Huệ lại rút quân về Phú Xuân.