Nguyên khi trước Hoàng Đình Bảo trấn thủ đất Nghệ An, có nhiều thủ hạ giỏi, mà trong bọn ấy có một người ở huyện Chân Lộc, thuộc Nghệ An, tên là Nguyễn Hữu Chỉnh, đỗ hương cống từ lúc 16 tuổi, tục gọi là cống Chỉnh, tính hào hoa, lắm cơ trí, nhiều can đảm, mà lại có tài biện bác. Trước theo Hoàng Ngũ Phúc, thường đi đánh giặc bể, giặc sợ lắm, gọi là chim dữ; sau khi Hoàng Ngũ Phúc mất rồi, Hữu Chỉnh về theo Hoàng Đình Bảo.
Đến khi kiêu binh đã giết Hoàng Đình Bảo rồi, có người đem tin Hữu Chỉnh biết, Hữu Chỉnh vào bàn với quan trấn thủ Nghệ An là Võ Tá Giao để tự lập ở xứ Nghệ, nhưng mà Võ Tá Giao sợ không dám làm, Hữu Chỉnh bèn bỏ vào với vua Tây Sơn là Nguyễn Nhạc.
Nguyên khi trước Nguyễn Hữu Chỉnh theo Hoàng Ngũ Phúc vào đánh Quảng Nam thường vẫn đi lại quen Nguyễn Nhạc, cho nên Nguyễn Nhạc tin dùng, đãi làm thượng tân. Từ đó Nguyễn Hữu Chỉnh bày mưu định kế xin vua Tây Sơn ra đánh Thuận Hóa và đất Bắc Hà.
Vả, từ khi Hoàng Ngũ Phúc mất rồi, Trịnh Sâm sai Bùi Thế Đạt vào trấn thủ đất Thuận Hóa, sau lại sai Phạm Ngô Cầu vào thay Bùi Thế Đạt. Phạm Ngô Cầu là người nhu nhược vô mưu, mà lại có tính tham lam, chỉ lo việc làm giàu, chứ không nghĩ gì đến việc binh. Quan phó đốc thị là Nguyễn Lệnh Tân đã viết thư về bày tỏ mọi lẽ và xin Trịnh Sâm cho tướng khác vào thay Phạm Ngô Cầu. Trịnh Sâm không nghe, lại đòi Nguyễn Lệnh Tân về.
Vua Tây Sơn biết đất Thuận Hoá không phòng bị, bèn sai em là Nguyễn Huệ làm tiết chế, rể là Vũ Văn Nhậm làm tả quân đô đốc, Nguyễn Hữu Chỉnh làm hữu quân đô đốc, đem quân thủy bộ ra đánh Thuận Hóa.
Một hôm Phạm Ngô Cầu thấy một người khách buôn nói thuật số, đến bảo Ngô Cầu rằng: "Hậu vận tướng công phúc lộc nhiều lắm, nhưng năm nay có hạn nhỏ có lẽ phải ốm đau, nên lập đàn làm chay mới được yên lành". Phạm Ngô Cầu nghe lời ấy lập đàn cầu khấn bảy đêm ngày, bắt quân sĩ phải phục dịch không được nghỉ ngơi chút nào. Chợt nghe tin quân Tây Sơn đã lấy được đồn Hải Vân, tướng giữ đồn là Hoàng Nghĩa Hồ đã tử trận, lại thấy báo rằng thủy quân của Tây Sơn đã vào cửa bể, thủy bộ hai mặt đều kéo đến đánh. Ngô Cầu hốt hoảng, từ ở đàn chạy về dinh, gọi binh tướng để chống giữ, nhưng quân lính đều mỏi mệt cả, không ai có lòng muốn đánh.
Phạm Ngô Cầu lại có tính đa nghi. Nguyễn Hữu Chỉnh bèn làm một cái thư đề ngoài gửi cho phó tướng là Hoàng Đình Thể, rủ về hàng Tây Sơn, rồi giả tảng sai người đưa nhầm sang cho Ngô Cầu. Ngô Cầu bắt được thư ấy nghi cho Hoàng Đình Thể nhị tâm. Đến khi quân Tây Sơn đến đánh, Hoàng Đình Thể đem quân bản bộ ra trận đối địch bắn hết thuốc đạn. Ngô Cầu đóng cửa thành lại không ra tiếp ứng. Hoàng Đình Thể cùng hai con và tì tướng là Vũ Tá Kiên đều tử trận cả.
Khi quân Tây Sơn kéo đến đánh thành, Phạm Ngô Cầu kéo cờ trắng mở cửa thành ra hàng. Quân họ Trịnh giữ ở các đồn đều tan vỡ bỏ chạy. Trong mấy ngày mà đất Thuận hóa ra đến Linh Giang đều thuộc về Tây Sơn cả. Bấy giờ là tháng năm năm bính ngọ (1786) đời Cảnh hưng năm thứ 47.