眾人悚然。
這一天，數十萬流賊大軍展開車輪戰，足足打了一晝夜才退下。
副將劉見義、羅泰所部五千降兵比李過故意當成炮灰，只一個時辰就被打得崩潰，剩下的三千多潰兵倉皇逃回，卻被後面壓陣的步兵一陣齊射，當場射殺了上千人。
副將劉見義、羅泰和剩下的兩千多殘兵被當場繳械，李過下令將所有降兵當眾斬首，伴隨著包括副將劉見義、羅泰在內兩千多顆首級滾落，李過大聲怒吼道：“明日全軍繼續攻城，有誰膽敢擅自撤退，這就是下場！”
一時間全軍肅然。
與此同時，經過一天的激戰，李自成也從各營反饋回來的情報得知，洛陽城東面守備嚴密，兵力較強，西北兩面守備薄弱。
根據這些情報，李自成立即改變攻城計劃，由四面環攻，改成重點進攻，集中兵力，主要攻打洛陽城的西北角，守衛在這裡的正是總兵王紹禹率領的三千援兵。
總兵王紹禹平日裡貪得無厭，長期剋扣軍餉，早為部下所憤恨。到了第二天一大早，其麾下士兵望著城外無邊無際的流賊大軍再次發起總攻，心中都有了一絲異樣的想法。
又是一整天的廝殺，到了這天夜晚，數百名明軍士兵起為內應，揮刀殺死城上的守兵，把參政王蔭昌捆在城上，火燒城樓，開啟了洛陽城的北門。
在裡應外合之下，被城中廝殺聲驚動的流賊大軍迅速集結，在前營制將軍李來亨的指揮下，數萬大軍像潮水般湧進了洛陽城內。
黑夜之中，出現了非常諷刺的一幕，無數城中的百姓聽到流賊大軍進城的訊息，紛紛湧上街頭，像迎接自己的親人一樣，扶老攜幼歡迎流賊大軍。甚至還有許多百姓主動擔當嚮導，為流賊大軍指引城中要害所在，提供明軍部署的訊息。
到了次日凌晨，李自成率軍徹底佔領了洛陽城，城中三萬多守軍幾乎全部被殺，各級官吏被殺者甚重。
體重三百多斤的福王朱常洵沒有來得及逃跑，在一眾僕人和護衛的掩護下躲進了迎恩寺，此外前任河南知府亢孟檜想逃跑也來不及了，二人相繼被流賊士兵生擒活捉。
當大隊的流賊士兵押解他們來見李自成的時候，福王朱常洵看到前任河南知府亢孟檜便大叫：“亢先生救我啊！”
前任河南知府亢孟檜哭喪著臉說道：“我命也在頃刻之間，又怎能救你！”ap.
隨後前任河南知府亢孟檜勸朱常洵別忘了自己是當今皇上的親叔，即便是死，也不要屈服，以免丟了皇家的臉面。
可是貪生怕死的朱常洵一見到李自成，就被嚇得體如篩糠，一個勁地叩頭乞求饒命，李自成端坐在福王府正殿上親自審問朱常洵，李過、劉宗明、李巖、李定國等一眾將領和謀士站在左右，都怒目瞪向福王朱常洵。
李自成怒斥道：“你身為親王，富甲天下。在這如此饑荒之年，不肯拿出毫釐賑濟百姓，你真是個奴才！”
隨後李自成命左右打朱常洵四十大板後，打完之後便將他的頭砍下，掛在洛陽城門上示眾，流賊士兵還蜂擁而上，把朱常洵的屍體剁成肉醬，雜以鹿肉下酒，稱福祿酒，以解心頭大恨。
第二天，李自成在洛陽城西關周公廟舉行群眾集會，痛斥“王侯貴人剝削窮人，視其凍餒”的種種罪行。並處死了前任河南知府亢孟檜等官紳，一些潛逃在洛陽的官紳如孟津縣孫挺生、新安縣王朝山、嵩縣王翼明等也被流賊士兵殺死。
李自成奪取洛陽後，俘獲官軍兩千多人，收繳了大批武器輜重，大大改善了流賊大軍的裝備水平，並使自己擁有了一支裝備精良的部隊。
在洛陽城的武庫內，還有大量的火銃，城頭上的上百門火炮也盡數落入李自成之手。這些火器全部調撥給李定國、孫可望、艾能奇的火器營。