閃回結束，兩軍就此交鋒。

陳慶之久攻滎陽城不下，又見魏兵四集，遂對部下諸將說道：我等自離建康到此，沿途屠城略地，諸公皆殺魏國平民無數，與元天穆乃是不共戴天仇敵。今我只有七千人，敵有三十餘萬，若是就此退兵，魏軍自三面兜截而來，如何逃得？且我等皆為南軍，不能與北人騎兵在平原交鋒，其勢甚明；今宜破其城壘以守，等待天子發兵來援，方為萬全之策。諸公且勿自相猜疑，宜聽我令而行。

諸將聽罷，因前番有七千破七萬戰績，皆信主將之能，於是齊聲應諾，再無二心。

陳慶之見諸將齊心，知道可與魏軍決戰，於是上馬引軍出營，親自擂鼓攻城。

只一通鼓罷，梁軍勇士宋景休、魚天愍率先登上城牆，梁軍相繼而登，繼而奪其城門，放下吊橋。陳慶之急率中軍一湧而入，於是攻佔榮陽，俘虜守將楊昱。

元天穆等諸路兵馬皆至，分別領軍前來圍城，水洩不通。

陳慶之乃留六千軍士守城，自率三千精騎出城背池而戰，復又擊破魏軍圍攻。

魏將魯安在陣前倒戈投降，元天穆、爾朱兆等皆棄其眾，獨自帶領從騎逃跑。陳慶之乃盡驅魏軍散眾，收繳散棄輜重以充滎陽儲備，得牛馬谷帛不可勝計。

在城中歇兵五日，陳慶之旋即進攻虎牢。爾朱世隆不敢接戰，棄城而逃，梁軍遂俘魏東中郎將辛纂，繼而進逼京師洛陽。

魏孝莊帝元子攸聞報虎牢關失守，大驚失色，見京中已無可用之兵，為避陳慶之鋒芒，被迫撤出洛陽，逃至長子。

北海王元顥遂入洛陽，臨淮王元彧、安豐王元延明率百官出降。元顥登臨太極殿，改年號為建武，大赦天下，以陳慶之為侍中、車騎大將軍，其餘北魏舊部升賞有差。

不久上黨王元天穆、王老生、李叔仁又率兵四萬攻克大梁，並分遣王老生、費穆進據虎牢，刁宣、刁雙兵入梁、宋。

陳慶之聞知，率軍東出洛陽掩襲，兵鋒所到之處，魏軍復不堪一擊，望風皆降。

元天穆為陳慶之所逼，打算北渡黃河，便對行臺郎中、濟陰人溫子說道：公想去洛陽，還是隨我北渡黃河？

溫子答道：今因虎牢失守，天子才如此窘迫。元顥新來，民心未定，明公如去攻擊，定會成功。平定京邑之後，再奉迎皇帝大駕，此乃齊桓、晉文之舉也！大王舍此不為，卻要北渡黃河，臣竊為惜之。

元天穆深以為然，但不能採納，於是率軍渡河，以避陳慶之兵鋒。費穆攻虎牢即克，忽聞此信，以為再無後繼之力，遂向陳慶之投降。陳慶之進擊大梁及梁國，復攻佔之。

陳慶之以七千之眾，從銍縣直至洛陽，前後作戰四十七次，攻城三十二座，無不皆克，所向無敵。因其與部下皆穿白袍，洛陽城中童謠故曰：名師大將莫自牢，千兵萬馬避白袍。

楊椿當時在洛陽，弟楊順為冀州刺史，侄楊侃為北中郎將，皆跟隨孝莊帝流亡河北。

元顥忌恨楊椿，但懼其家世顯赫，擔心失去眾望，故未敢殺之。

有人勸說楊椿：今洛陽陷於北海王之手，公為其素日所忌，尚留洛陽，危乎殆哉！

楊椿說道：我家老小百口，能逃到何處？只有聽天由命罷了。

元顥後軍都督侯暄鎮守睢陽以為後援，北魏行臺崔孝芬、大都督刁宣聞知，率軍急速前往睢陽，包圍侯暄，晝夜猛攻。戊寅日，侯暄突圍逃走，被北魏軍擒殺。

元顥未知退路已絕，尚命黃門郎起草檄書給孝莊帝：朕泣懇梁朝發兵，誓在向爾朱榮問罪。我所獲民土，皆取自爾朱榮，本不屬卿所有。今如上天助我成功，則大魏可再次中興；若不能，則對爾朱榮謂福，於卿為禍。卿若率眾歸降，榮華富貴可保，仍不失封王之位。