曹操将十余万大军中最精悍的士卒挑了出来，集中了两万人，其余相比较弱的兵士安排进攻东南北三面城，只以这两万精锐强攻西面城墙。为了一举破城，曹操还令大将许褚、李典、曹仁、于禁四员大将亲自带兵登城。黑夜中灯火不明，看上去似乎没什么区别，但战力上攻打西面城墙的曹军勇猛异常。袁绍见的只是南门疲弱的攻势，根本不知西面城墙的状况。

由于没有有效的组织，加上曹军勇猛精悍，西面守军一下被打蒙了，很快西面城墙上就开始出现曹军的身影。到此时，淳于琼的手下还在一边通报袁绍一边拼命焦急地叫喊睡得如死猪一般的淳于琼。

袁绍刚睡下没多久，就接到了西面城墙的急报，大惊！问了其他三面情况，终于明白了曹操的图谋。慌忙调集各处兵力救援西城。然而此时，许褚和曹仁已经把脚迈上了城垛，披着一身血色，为曹军打下了一个坚实的桥头堡。源源不断的曹军顺着云梯登上了城墙，然后不断扩大着立足面积。李典和于禁也上来后，带人一路向西城门杀去，人人杀得如血人，令袁军见之丧胆。

袁绍调来的救兵赶过来时，西城门内，到处都是尸体，几乎没有落脚的地方。于禁奋力打开了城门！

“洛阳破了！活捉袁绍！”曹操激动又兴奋地带领大军蜂拥而入，一边指挥杀敌，一边大喊着。身边的曹军也跟着大喊：“活捉袁绍！”“活捉袁绍！”

对于本来就军纪不严的袁军，打着顺风的守城战还行，但城门一破，心防也就垮了，各处如潮的呼声，袁军开始了溃逃乱窜，弃甲投降，大势去矣！