李自成率军兵临洛阳城下，随即以前营、后营、左营、右营分别封锁洛阳城东西南北四面，中营、老营和火器营在南面，扎下中军大营。
数十万流贼兵马连同随军流民，浩浩荡荡上百万，在洛阳城外组成了无边无际的汪洋大海，城中守军登城望去，尽皆胆寒，明军士气为之一落。
此时流贼各部抓获了不少洛阳城周边的百姓，甚至还有不少出城准备逃命的大户人家。
李自成当即命令对这些百姓进行审问,从不少人口中都审问出了消息。
几天后，李自成等人弄清楚了城内明军的大体布防情况：兵备副使王胤昌守西门，知府冯一俊守南门，知县张正学守东门，通判白尚文守北门，总兵王绍禹、推官卫精忠发游兵巡徼，在城外东关还有刘见义、罗泰二副将的五千兵马驻防。
此时洛阳城中的明军兵力有三万多人，不过由于缺饷，守城的明军士兵以至一部分中下级裨将都怨声载道，大骂：“王府里金钱百万,厌食粱肉，而让我们饿着肚子死于贼手。”
由此明军之中军心不稳，看似坚固的城防，其实已经是千疮百孔。李自成面对这样的洛阳城，欣喜若狂，随即下令各营立即打造器械，准备攻城大战。
两天后，洛阳城内始终没有动静，驻扎在东关的副将刘见义、罗泰所部一直没有收到补给，这五千兵马开始躁动起来。
二人商议一番，便
派人进城向总兵王绍禹禀报,声称二人准备率部出战，趁着流贼大军立足未稳斩杀些首级。
总兵王绍禹大喜，也希望可以小胜一场提升守军的士气，便给二人送来了出战的手令。
副将刘见义、罗泰随即率部前往七里河，然后便派出使者联系李自成，直接投降了流贼大军。
李自成在中军大帐内对二人好言宽慰，然后命二人整顿兵马，最为南线的先锋，准备在次日回戈反击。副将刘见义、罗泰虽然满心的不愿意，但事已至此，二人也只好硬着头皮准备上阵了。
第二天一早，李自成指挥各营数十万大军同时发起攻势，副将刘见义、罗泰也率部上阵，五千降兵被驱赶着上了战场，在他们身后便是数不清的饥民和流贼步兵，如同惊涛骇浪一般拍向洛阳城。
战旗挥舞，杀声震天动地。
城南，一面黄色大纛正迎着寒风猎猎作响，大纛之下，制将军李过策马伫立，身边是左果毅将军张能，以及右果毅将军马重僖、贺兰、路应标、高一功等人。
高一功望着冲到护城河边的五千降兵，笑着大声说道：“这些投降的官军还真可以，这么快就冲到护城河，再加把劲就能踩着冰面冲到拦马墙那边了！”
路应标似乎有些冷，紧了紧身上的皮袍，瓮声瓮气的说道：“让后面的饥民跟上去，与五千降兵一起消耗守军兵力，让后面的步卒冲的慢些，多用弓
箭压制城头守军。跑那么快，找死啊！”
李过点了点头，没有说话，算是对路应标意见的赞同，随即便有营中骁骑策马冲向战场，没过多久前方的流贼步兵便停止了冲锋，只是以弓箭手攒射。
随后左果毅将军张能说道：“制将军，城中守军虽然士气低下，可洛阳城却是河南第一大城，城头上火炮众多，城池坚固，想要打下来也是不容易，此战咱们要做好付出一定伤亡的准备。”
李过这才开口说道：“洛阳城势在必得，不管伤亡多少，都要打下来！”
众人不解，大军好不容易有了现在的气象，为何非要死磕洛阳城？
李过说道：“入冬了，我军迅速扩编到数十万兵马，还有那么多的随军流民，你们知道这么多人每日要消耗多少粮食？需要多少棉衣才能过冬吗？不打下洛阳城，不用官军来攻，只这个冬天就会要了咱们的命！”
众人悚然。
这一天，数十万流贼大军展开车轮战，足足打了一昼夜才退下。
副将刘见义、罗泰所部五千降兵比李过故意当成炮灰，只一个时辰就被打得崩溃，剩下的三千多溃兵仓皇逃回，却被后面压阵的步兵一阵齐射，当场射杀了上千人。
副将刘见义、罗泰和剩下的两千多残兵被当场缴械，李过下令将所有降兵当众斩首，伴随着包括副将刘见义、罗泰在内两千多颗首级滚落，李过大声怒吼道：“明日全军
继续攻城，有谁胆敢擅自撤退，这就是下场！”
一时间全军肃然。
与此同时，经过一天的激战，李自成也从各营反馈回来的情报得知，洛阳城东面守备严密，兵力较强，西北两面守备薄弱。
根据这些情报，李自成立即改变攻城计划，由四面环攻，改成重点进攻，集中兵力，主要攻打洛阳城的西北角，守卫在这里的正是总兵王绍禹率领的三千援兵。
总兵王绍禹平日里贪得无厌，长期克扣军饷，早为部下所愤恨。到了第二天一大早，其麾下士兵望着城外无边无际的流贼大军再次发起总攻，心中都有了一丝异样的想法。
又是一整天的厮杀，到了这天夜晚，数百名明军士兵起为内应，挥刀杀死城上的守兵，把参政王荫昌捆在城上，火烧城楼，打开了洛阳城的北门。
在里应外合之下，被城中厮杀声惊动的流贼大军迅速集结，在前营制将军李来亨的指挥下，数万大军像潮水般涌进了洛阳城内。
黑夜之中，出现了非常讽刺的一幕，无数城中的百姓听到流贼大军进城的消息，纷纷涌上街头，像迎接自己的亲人一样，扶老携幼欢迎流贼大军。甚至还有许多百姓主动担当向导，为流贼大军指引城中要害所在，提供明军部署的消息。
到了次日凌晨，李自成率军彻底占领了洛阳城，城中三万多守军几乎全部被杀，各级官吏被杀者甚重。
体重三百
多斤的福王朱常洵没有来得及逃跑，在一众仆人和护卫的掩护下躲进了迎恩寺，此外前任河南知府亢孟桧想逃跑也来不及了，二人相继被流贼士兵生擒活捉。
当大队的流贼士兵押解他们来见李自成的时候，福王朱常洵看到前任河南知府亢孟桧便大叫：“亢先生救我啊！”
前任河南知府亢孟桧哭丧着脸说道：“我命也在顷刻之间，又怎能救你！”
随后前任河南知府亢孟桧劝朱常洵别忘了自己是当今皇上的亲叔，即便是死，也不要屈服，以免丢了皇家的脸面。
可是贪生怕死的朱常洵一见到李自成，就被吓得体如筛糠，一个劲地叩头乞求饶命，李自成端坐在福王府正殿上亲自审问朱常洵，李过、刘宗明、李岩、李定国等一众将领和谋士站在左右，都怒目瞪向福王朱常洵。
李自成怒斥道：“你身为亲王，富甲天下。在这如此饥荒之年，不肯拿出毫厘赈济百姓，你真是个奴才！”
随后李自成命左右打朱常洵四十大板后，打完之后便将他的头砍下，挂在洛阳城门上示众，流贼士兵还蜂拥而上，把朱常洵的尸体剁成肉酱，杂以鹿肉下酒，称福禄酒，以解心头大恨。
第二天，李自成在洛阳城西关周公庙举行群众集会，痛斥“王侯贵人剥削穷人，视其冻馁”的种种罪行。并处死了前任河南知府亢孟桧等官绅，一些潜逃在洛阳的官绅如孟津
县孙挺生、新安县王朝山、嵩县王翼明等也被流贼士兵杀死。
李自成夺取洛阳后，俘获官军两千多人，收缴了大批武器辎重，大大改善了流贼大军的装备水平，并使自己拥有了一支装备精良的部队。
在洛阳城的武库内，还有大量的火铳，城头上的上百门火炮也尽数落入李自成之手。这些火器全部调拨给李定国、孙可望、艾能奇的火器营。
随后李自成没收了福王府中金银财货和大批粮食物资，发布告示开仓济贫，大赈饥民，令饥民远近就食。在李自成的这一号召与支持下，远近饥民风起云涌，打开了官府的仓库，扒开了福王朱常洵和富户的粮仓和地窖，夺得粮食十数万石，金钱数十万，其他各种金银财物，不可数计。
这些钱粮除了一部分用来赈济饥民收拢人心之外，大部分都被李自成充作军资，流贼各营还对洛阳城内的大户和商贾进行搜刮劫掠，几天后甚至开始对普通百姓烧杀劫掠。
幸好李岩和李定国都看出事态有些失控，先后向李自成进言，李自成出面约束兵马，这才止住了事态。
“洛阳新破，所在震惊。”
接着，李自成以老营和中营、火器营驻守洛阳城，前营进军开封，后营进军河朔，左营、右营也开始扫荡周边州县。一时间河南各州县请兵增援的文书，像雪片一样飞送到开封和京师。
消息传到北京，朝中群臣无不
为之惊骇，崇祯帝怒气攻心，特别是听到福王朱常洵的下场之后，更是痛哭几欲昏厥，下令把总兵王绍禹的家眷充军，将河南巡抚李凤仙罢官治罪。
崇祯帝再次下诏催促杨嗣昌集结兵马北上河南，但是得到的回复却是，杨嗣昌已经病入膏肓，湖广明军缺少钱粮，已经开始出现兵变，请朝廷即可拨付钱粮安抚军心。
崇祯帝顿时傻眼。
而李自成自从打下洛阳城之后，各方流贼兵马便纷纷聚集过来，李自成麾下兵马很快便壮大，拥有了上百万大军，各营兵马在很短的时间内，便纷纷膨胀起来，兵力增长了一倍不止。
史载：“远近饥民荷旗而往应之者如流水，日夜不绝。一呼百万，而其势燎原不可扑。自是而后，所过无坚城，所遇无劲敌，诸将皆望风走。即秉钺者以名节自许，不过以身予敌而已矣。”
二月初，流贼前营兵马开始围攻开封府。