马宝等援救失败，而吴军在其他战场也日益吃紧，无法再向吉安增援。吉安属要地，倘失守，将对吴军产生严重影响。三桂非常忧虑，计无所出，一天天拖下去，而大任及其将士日日盼救兵，终不见一个人影！清军重重包围，攻不进去，就以断其粮饷相持。清军围困吉安已达二百余天，三桂不能救，城中粮饷早已断绝，将士饥饿，眼看支持不下去了，大任决计弃城逃跑。康熙十六年三月二十一日夜，大任率残部悄悄出城南门，渡白鹭洲，然后发射大炮，击鼓，清军以为劫营，各营兵惊扰，惶乱不止，至天亮，始知大任逃跑，但惧怕大任兵精，不敢追，任其逃遁。【《清圣祖实录》，卷66，15页；参见《庭闻录》，卷5，《平吴录》】
韩大任逃出吉安重围，奔宁都、乐安诸处屯扎。又逃往万安、泰和等处，站不住脚，再奔往兴国宝石砦、永丰与庐陵之间，复奔阆川洞、白扬坳。【《清圣祖实录》，卷70，4页、13页；卷71，4页、10页。】圣祖以大任为三桂要人，屡次指示简亲王喇布等堵御，必欲将大任剿灭。因此，大任逃到哪里，清兵就追到哪里。三桂虽知吉安被夺去，大任无处安身，也无可奈何，任其逃窜。
大任手下有一幕客，原名叫孙旭，充任大任幕客后，改名叫王怀明。他为人机警，颇有谋略，跟大任很要好，深得信任。大任从吉安深夜逃出，此计就是孙旭出的。孙旭不想从叛到底，欲说降大任。在逃跑中，正赶上九月九日重阳节，孙旭与大任登高望远。便谈到天下形势和未来的前途。孙旭趁机说：“如果广东相连福建，平凉犄角汉中，天下事尚未有定。今闻王辅臣倒戈，恐后耿精忠、尚之信相继归诚（此时尚未归正）。没有广东，则湖南腹背受敌；无平凉，则汉中摇动，四川坐以待毙。安危存亡之机不可不察！”语意深长，大任为之心动，道出了自己与孙旭相同的看法。孙旭再深入地解说，大任心领神会。本来，清军一面加紧追剿，一面行文招抚，大任早已有意投降。孙旭为他剖析天下大势，他降意益坚。【《平吴录》】
康熙十七年正月初二日，在江西地名老虎洞地方，大任被追剿的清军击败，死6000余人，营寨被烧毁，总兵、副将等300余员被擒杀。大任势穷，听从了孙旭的劝告，决定到福建康亲王杰书军前投降。二月间，韩大任及其部将陈尧先、李懋珠等率官员954员、兵13319人至福州，向杰书投降。圣祖命将大任驿送京师，特赦其叛逆之罪，给予良好待遇。【《清圣祖实录》，卷71，14页、25页。】三月，清军在万安、泰和等地歼灭大任部众4万余，招抚总兵邱大成等300余员、兵丁46000余名。【《清圣祖实录》，卷72，18页。】
韩大任携万余名精兵和大批战具降清，清又招抚其部众46000人，总计近6万人。骁将和统帅之一高得捷忧郁而死。这些对三桂来说，是个重大的损失。这一事件，标志着三桂集团开始分崩离析，从此急剧走向下坡路。
接着，同月又有三桂的水师将军林兴珠密派人至清营约降。【《清圣祖实录》，卷72，22页。】林兴珠任三桂“亲军水师右翼将军”，精通水战，掌洞庭湖水师，几次同清军水战，兴珠都充任指挥，把清水师打败。他看到三桂日益败落，大势已去，密谋降清。他先派部将杨廷言从湘潭至和硕安亲王岳乐军前，投致降书。准降后，岳乐即派副都统甘度海、阿进泰率兵前往湘潭迎接。圣祖得到奏报，当即从优封侯爵，授“建义将军”，留在岳乐军中助剿吴三桂。【《清圣祖实录》，卷72，28页。】林兴珠降清，对三桂是又一次严重打击。因为林熟悉湖南水道，掌握吴军水师机密，并携带了所属船只和大炮（可惜被前去迎降的甘度海等“尽行焚毁”），使吴军赖以依靠的水师的优势失去，而给清军增添了实力。此后在长、岳决战中，吴军惨败，与林兴珠之降颇有关系。
吴三桂面临的另一个困难，这就是经济出现危机，粮饷不继。自起兵以来，云南、贵州储积逐渐用尽，又遇到了荒年，收成不好，米价腾贵，一石价高达白银六两，盐价贵至每斤三四两。军需不足，就加税田亩，额征每亩至五六钱。征催严迫，怨声四起。加税不足，又在云南丽江等地，凿山开矿，采取金银，役使苗人万人，土司多怨。【《四王合传·吴三桂传》】当清军深入湖南境内，三桂拼力抗拒，“筑垒挖壕，环营列栅，近郊阡陌，悉作战场。遍野榛芜，徒堪牧马”。土地荒废，粮从何出？只有靠搜求，甚至劫掠，来获得军需。【《八旗通志·蔡毓荣传》，卷197，4608页。】
三桂已失民心，百姓盼王师，对这个周政权不再支持了。三桂已陷入空前危机之中。
康熙十七年，在吴军的政治与军事日益恶化的形势下，吴三桂迎来了他人生的第六十七个年头，而起兵也有五年了。他在云南起兵那年，才六十刚出头，过了多年养尊处优的生活，身体也还强健，马上功夫不减当年，射箭，飞舞大刀，亦见功底不凡。在起兵之日，他振臂一呼，天下响应；挥军北进，铁骑如云，旌旗翻飞，所向克捷，他是何等得意，踌躇满志！可是，五年过去了，他得到了什么呢？他的头发平添了过多的白发，他日夜操劳，耗去了多少心血！随着时间的流逝，初期的胜利迅即消失，局势变化之大，是他所始料不及的。不断的失败，不断的背叛、逃亡、投降，各种坏消息，几乎天天、每时每刻都送到他的面前，这同几年前捷报飞传形成了鲜明的对比。他感到惶惑不已，初期的那种自信，那种豪情，渐渐也黯淡下去……
初到湖南时，他考虑过挥军渡江北上，他迟疑不决，荆州、武昌很快被清重兵驻守，不可逾越；他也曾西招张勇，如石沉大海，得不到响应，王辅臣一度起兵，迅即被击败，回归朝廷；东招耿精忠，南招尚之信，皆不得志，到头来，仍归降清朝……这些年来，他奔波于长沙、松滋、常德、湘潭、衡州之间，他所指授的方略，毫无起色的迹象。相反，处处被动挨打，只有招架之功，已无还手之力！他开始徘徊不定，百般计虑，仍无法摆脱目前的困境。他已感度日维艰，陷入极度的痛苦之中。他的确是衰老了，心计已用尽，血也似乎熬干，精疲力竭，一筹莫展。他眼巴巴地看着已得的疆土正在迅速缩小，却无力恢复；财用耗竭，川、湖赋税不足供兵饷，储积用尽，筹措无方，他整天愁容满面，不时地发出哀伤的叹息……
三桂的心腹、党羽，眼见他悲悲切切，情志不舒，都想安慰他安心以待，明知实际情况很糟，不得不曲意奉承。于是，便相率劝进即皇帝位。这样，既可取悦于三桂，又可安抚军民之心，鼓舞士气。开始，三桂还没有心思考虑这个问题，但经不住左右将吏的反复劝进，念及自己已是暮年之人，何不趁此称帝，也不枉五年的征战！其实，他心里很清楚，已到山穷水尽地步，再行称帝即位，并无多少实际意义，不过是使自己图个快乐罢了。
三桂接受了诸将官的劝进，决定即位当皇帝。先占卜吉日，选定康熙十七年三月一日在衡州继位。他的部属匆匆在市郊南狱之麓先筑一坛，置办御用仪仗、卤簿一应必用之物，来不及建造宫殿朝房，仅构庐舍万间为朝房，宫殿瓦来不及改成黄色，就用漆涂抹。
三月一日这天，三桂头戴翼善冠，身穿大红衣，骑着马，出宫至郊外，登坛，行衮冕礼。正行礼间，忽然天阴，下起大雨来，仪仗、卤薄被雨水打湿，泥污不堪。这场大雨使群臣大为扫兴，礼仪也草草而罢。
三桂即皇帝位，宣布国号大周，从三月改元“昭武”，以衡州为都城，改名为“定天府”。他当了皇帝，置百官，属下也改易官称，逐一册封。首先封他的妻子张氏为“皇后”，封应熊庶子吴世璠为“太孙”。加郭壮图为“大学士”，仍守云南，设云南五军府、兵马司，改留守为六曹六部。大封诸将，“首国公，次郡公，亚以侯、伯。”晋升胡国柱、吴应期、吴国贵、吴世琮、马宝等为大将军。封王屏藩为东宁侯，赐上方剑。其余皆按等次晋爵。关于三桂称帝大封诸将和设置官吏的情况，史籍记载零散且不系统，迄今我们知之不多。造新历，制新钱币，曰“昭武通宝”。还在云南、贵州、湖南、四川举行乡试，选拔举人，极力给人造成政权稳定的假象。
