也正是因为张任学最终发动的这次决死逆袭，将刑天军攻城的行动拖延了一天，等到了五月二十的这一天，肖天健才正式下令攻城。
各部炮兵被集结在了洛阳城的南门之外，近百门的六磅八磅炮齐齐的指向了洛阳城的南门一带，缓缓的抬起了黑洞洞的炮口。
洛阳城作为中华历史上的著名古都，是有着其重要的地位的，而且历来在统制中原的各朝各代，都很受重视，虽然几经毁于战火，但是都又被重新复建了起来，而到了明朝之后，阳城已经又被重新修建了一番，时下的城墙高达四丈，整体为砖石结构，外有护城壕环绕。周长八里三百四十五步，壕深五丈、宽三丈。东西南北四座城门，上建重楼，外筑月城，构筑角楼四座，敌台三十九处，而且在明成化、弘治、正德和万历年间，多次对城池加以修整过，到了最近的崇祯四年，由于当时农民军袭扰中原的原因，河南府又在城壕边筑起拦马土墙一匝，高一丈。并且把土墙延长三十三里，引瀍水入壕。
所以洛阳城可以说是固若金汤，如果不是因为刑天军提前长时间的对洛阳形成包围态势，使得洛阳的河南府严重缺乏粮食储备的话，并且引发了官军的哗变的话，仅仅是城外留下的这一两万官兵，只要他们死死的据守城外的拦马墙，刑天军想要攻至洛阳城下，恐怕不费十天半个月的时间，在付出巨大代价之前，都很难清理掉城外的这些守军。
而眼下这些坚固的城防设施却已经成为了虚设，驻守洛阳的官兵到了这个时候，早已没人打算死战到底了，城中也许还有极少的官军想着与城同归于尽，可是绝大多数官兵却早没了一点斗志。
刑天军的炮兵在肖天健的统一调配之下，在城南门外连续炮轰了洛阳城三天时间，结果是把洛阳城南门城墙上下打的是千疮百孔，连带着城门楼也被刑天军猛烈的炮火轰塌了下去，在这样的炮火之下，守城的官兵更是被打得丧失了最后的斗志。
本来洛阳城中诸官当看到城外官军已经溃散之后，也对守城的职责进行了划分，兵备副使王胤昌守西门，知府亢孟桧守南门，知县张正学守东门，通判白尚文守北门，推官卫精忠发游兵在城中巡逻，并号令城中凡是十五岁以上四十岁以下的男人全部都要出来协助守城，试图做最后的拼死挣扎。
但是时至今日，城中别说是老百姓们会跟着他们拼死抵抗了，就连当兵的也早就不想干了，谁都很清楚这一次刑天军来这里是势在必得，攻下洛阳城可以说是迟早的事情，根本就没多少人想跟洛阳城中的这些当官的同殉，更不想替城中那个死胖子福王朱常洵死战，所以军心民心早就散乱。
第四天肖天健才下令诸军开始组织步军使用各种新打造出来的攻城器械开始攻城，除了南门之外，罗立和李栓柱也各自领兵，在东西两门处发动了攻城战就连城北也调去了部分兵马，作势仰攻，总之这一次围攻洛阳城，刑天军根本就没打算放跑城中任何人，所以采取的是四面环攻，而没有使出平时攻城战之中常用的围三厥一的策略。
起初刑天军攻城的时候，城上的官军还多少意思了意思，抵抗了几下，放了几炮，也放了几箭，可是当大批刑天军的部众攻至城脚之后，抵抗反倒是变得稀疏了起来，军官有心下令抵抗，可是当兵的充耳不闻，根本就不买他们的账，被强逼登城协防的老百姓就更不用说了，他们巴不得刑天军赶紧攻进城中呢！哪儿可能死命的抵抗呀！
结果是在刑天军开始攻城的当天下午，西门处的几百守军便在一些军中的低级军官的率领下哗变，直接便将统带他们的一个千总给砍翻在了城墙上，又把在这里督战的河南府参政王荫昌绑在了城门楼上面，放了一把大火点燃了城门楼，一边是通知城外刑天军他们已经造反投降了，一边却把那个参政王荫昌给活活的烧死在了城门楼中。
不多时西门的守军便打开了城门，放下了城门上的吊桥，罗立见状当即一马当先的率兵便冲过了吊桥，潮水一般的涌入到了洛阳城之中，而就在西门守军哗变的同时，镇守东门的守军主将洛阳副将刘见义还有千总罗泰也当众宣布放弃抵抗，投降刑天军，其麾下的官兵更是一呼百应，立即便打开了东门，同时还将负责在东门督战的知县张正学绑成了粽子，一并交给了率兵冲入城中的李栓柱所部。
东西两门一开，南北两边的官军也顿时纷纷倒戈投降，知府亢孟桧当即换了一身平民衣服，便躲入到了城中老百姓之中，至于其它官吏也纷纷到处乱窜，刑天军入城之后，迅速的便控制住了四个城门，不放任何人出城，并且派兵在城中迅速的开始清理最后的死硬份子，并且调出铁骨营直扑向了城中的福王府。
