李自成率軍兵臨洛陽城下，隨即以前營、後營、左營、右營分別封鎖洛陽城東西南北四面，中營、老營和火器營在南面，紮下中軍大營。
數十萬流賊兵馬連同隨軍流民，浩浩蕩蕩上百萬，在洛陽城外組成了無邊無際的汪洋大海，城中守軍登城望去，盡皆膽寒，明軍士氣為之一落。
此時流賊各部抓獲了不少洛陽城周邊的百姓，甚至還有不少出城準備逃命的大戶人家。
李自成當即命令對這些百姓進行審問，從不少人口中都審問出了訊息。
幾天後，李自成等人弄清楚了城內明軍的大體佈防情況：兵備副使王胤昌守西門，知府馮一俊守南門，知縣張正學守東門，通判白尚文守北門，總兵王紹禹、推官衛精忠發遊兵巡徼，在城外東關還有劉見義、羅泰二副將的五千兵馬駐防。
此時洛陽城中的明軍兵力有三萬多人，不過由於缺餉，守城的明軍士兵以至一部分中下級裨將都怨聲載道，大罵：“王府裡金錢百萬，厭食粱肉，而讓我們餓著肚子死於賊手。”
由此明軍之中軍心不穩，看似堅固的城防，其實已經是千瘡百孔。李自成面對這樣的洛陽城，欣喜若狂，隨即下令各營立即打造器械，準備攻城大戰。
兩天後，洛陽城內始終沒有動靜，駐紮在東關的副將劉見義、羅泰所部一直沒有收到補給，這五千兵馬開始躁動起來。
二人商議一番，便派人進城向總兵王紹禹稟報，聲稱二人準備率部出戰，趁著流賊大軍立足未穩斬殺些首級。
總兵王紹禹大喜，也希望可以小勝一場提升守軍計程車氣，便給二人送來了出戰的手令。
副將劉見義、羅泰隨即率部前往七里河，然後便派出使者聯絡李自成，直接投降了流賊大軍。
李自成在中軍大帳內對二人好言寬慰，然後命二人整頓兵馬，最為南線的先鋒，準備在次日回戈反擊。副將劉見義、羅泰雖然滿心的不願意，但事已至此，二人也只好硬著頭皮準備上陣了。
第二天一早，李自成指揮各營數十萬大軍同時發起攻勢，副將劉見義、羅泰也率部上陣，五千降兵被驅趕著上了戰場，在他們身後便是數不清的饑民和流賊步兵，如同驚濤駭浪一般拍向洛陽城。
戰旗揮舞，殺聲震天動地。
城南，一面黃色大纛正迎著寒風獵獵作響，大纛之下，制將軍李過策馬佇立，身邊是左果毅將軍張能，以及右果毅將軍馬重僖、賀蘭、路應標、高一功等人。
高一功望著衝到護城河邊的五千降兵，笑著大聲說道：“這些投降的官軍還真可以，這麼快就衝到護城河，再加把勁就能踩著冰面衝到攔馬牆那邊了！”
路應標似乎有些冷，緊了緊身上的皮袍，甕聲甕氣的說道：“讓後面的饑民跟上去，與五千降兵一起消耗守軍兵力，讓後面的步卒衝的慢些，多用弓箭壓制城頭守軍。跑那麼快，找死啊！”
李過點了點頭，沒有說話，算是對路應標意見的贊同，隨即便有營中驍騎策馬衝向戰場，沒過多久前方的流賊步兵便停止了衝鋒，只是以弓箭手攢射。
隨後左果毅將軍張能說道：“制將軍，城中守軍雖然士氣低下，可洛陽城卻是河南第一大城，城頭上火炮眾多，城池堅固，想要打下來也是不容易，此戰咱們要做好付出一定傷亡的準備。”
李過這才開口說道：“洛陽城勢在必得，不管傷亡多少，都要打下來！”
眾人不解，大軍好不容易有了現在的氣象，為何非要死磕洛陽城？
李過說道：“入冬了，我軍迅速擴編到數十萬兵馬，還有那麼多的隨軍流民，你們知道這麼多人每日要消耗多少糧食？需要多少棉衣才能過冬嗎？不打下洛陽城，不用官軍來攻，只這個冬天就會要了咱們的命！”
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！”
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。
隨後李自成沒收了福王府中金銀財貨和大批糧食物資，釋出告示開倉濟貧，大賑饑民，令饑民遠近就食。在李自成的這一號召與支援下，遠近饑民風起雲湧，開啟了官府的倉庫，扒開了福王朱常洵和富戶的糧倉和地窖，奪得糧食十數萬石，金錢數十萬，其他各種金銀財物，不可數計。
這些錢糧除了一部分用來賑濟饑民收攏人心之外，大部分都被李自成充作軍資，流賊各營還對洛陽城內的大戶和商賈進行搜刮劫掠，幾天後甚至開始對普通百姓燒殺劫掠。
幸好李巖和李定國都看出事態有些失控，先後向李自成進言，李自成出面約束兵馬，這才止住了事態。
“洛陽新破，所在震驚。”
接著，李自成以老營和中營、火器營駐守洛陽城，前營進軍開封，後營進軍河朔，左營、右營也開始掃蕩周邊州縣。一時間河南各州縣請兵增援的文書，像雪片一樣飛送到開封和京師。
訊息傳到北京，朝中群臣無不為之驚駭，崇禎帝怒氣攻心，特別是聽到福王朱常洵的下場之後，更是痛哭幾欲昏厥，下令把總兵王紹禹的家眷充軍，將河南巡撫李鳳仙罷官治罪。
崇禎帝再次下詔催促楊嗣昌集結兵馬北上河南，但是得到的回覆卻是，楊嗣昌已經病入膏肓，湖廣明軍缺少錢糧，已經開始出現兵變，請朝廷即可撥付錢糧安撫軍心。
崇禎帝頓時傻眼。
而李自成自從打下洛陽城之後，各方流賊兵馬便紛紛聚集過來，李自成麾下兵馬很快便壯大，擁有了上百萬大軍，各營兵馬在很短的時間內，便紛紛膨脹起來，兵力增長了一倍不止。
史載：“遠近饑民荷旗而往應之者如流水，日夜不絕。一呼百萬，而其勢燎原不可撲。自是而後，所過無堅城，所遇無勁敵，諸將皆望風走。即秉鉞者以名節自許，不過以身予敵而已矣。”
二月初，流賊前營兵馬開始圍攻開封府。
有的人死了，但沒有完全死……
