等水军运进来虎步营，一切就是徒劳，发现张童仁在东面城墙上，杨延石指挥重甲步军先登上南面城墙的马道，一步步杀上城楼，肃清了一千多郑军，放下了正南门等四座城门的吊桥，城楼下水师打开了城门。天明后河西军猛攻东城，激战到中午，郑军被全歼，张童仁被活擒。
洛水北面的郑军组织了几次反击，但是效果都不大，虽然郭士衡一再用曹仁在关云长水淹七军后死守樊城的战例鼓励部下，但是郭士衡自己也明白，三国时魏强蜀弱，曹仁和部下都晓得援军迟早会到，所以死战；而郑军，最后的援军就是自己，洛水似乎就是洛阳最后的屏障。
探清楚洛阳的情况，董浚拒绝了王世充回援洛阳的命令，直接和手下几个心腹将领绑了王世充的侄子王琬，投降了逼近河阳的杨公卿、索延寿；王世充的另一个侄子王仁则在兴洛仓之战损失了四千多军队，丧失了外围的绿野等小城，被杜才干、田留安围在兴洛仓内，动弹不得。
双方相持了两天，大水退去，洛阳城是满目疮痍，杨崇下令右翊卫参战，以生力军接替徐世绩的军队搏杀。程咬金一马当先，率军不断向前推进；战事正酣时，杨崇又令苏定方的常捷营助战，郭士衡再也支撑不住，率领四千多郑军残军败退皇宫。三天三夜，郑军淹死被杀四万多人，被河西军俘获两万人，依旧跟随王世充在皇城内的郑军不过六千人。
杨崇安排派长孙安世进城劝降，王世充见手下将领们都不应声，只得统领文武官员到杨崇的军营门前请求投降；王仁则闻讯率军入围，被乱箭射死。杨崇下令没收王世充库存的财物，赏赐三军，恢复城中秩序。
洛阳城百姓死了七万多人，伤者无数，三分之一的房屋毁坏，墨焯书院、大业医塾、女兵营、军中的郎中都在带人救治伤员，撒放石灰消毒，清理环境。宫中的一万多人质已经死了快一半，活着的也是半条命，杨崇只能把这些人放了，提供饮食，请玉清坛的道士帮忙救治，没有外伤的情况下，道家的医术还是有效果的。
城外临时建起了三处焚化池，一具具尸体抢在腐烂前送去焚化，以免引起瘟疫；可是大隋讲究土葬，认为尸体一旦烧掉了，人的灵魂就会散掉，再也无法转世。河西军不顾百姓死活的攻城本就让洛阳百姓不满，还要烧掉尸体，激起无数人的担心和愤怒，在有心人的挑唆下，酿成了几次大规模的阻拦事件。
谁知道杨崇这次手腕如铁，一边让百姓看河西军战死的将士也是焚烧后收集骨灰，宣传腐烂尸体会产生瘟疫；一边大肆抓捕闹事者，只要抓获，便判流放，全家迁往邓州。由于孟孝义、郭善才、云定兴出首，王世充的旧部段达、郭士衡、郭什柱、张童仁、朱粲、桓法嗣、张志等十多人被查出与闹事者有关，全部拘捕，抄没家产，绑赴洛水的小洲上斩首示众。
杨崇的这个举动把洛阳、长安都吓得不清，两地的权贵多出自一个家族或联姻，一时间，舆论沸沸扬扬，杨汪等人不得不联名请杨崇回长安议事。杨崇留右翊卫大将军张瑾为洛阳留守、王绩为河南郡守，河南郡下辖河南、洛阳、阌乡、桃林、陕、熊耳、渑池、新安、偃师、巩、宜阳、寿安、陆浑、伊阙、兴泰、缑氏、嵩阳、阳城十八县。
杨崇又召回屈突通担任左骁卫大将军，在洛阳组建左骁卫军，协助张瑾驻守洛阳，魏陆、王要汉为左骁卫将军；徐世绩出任河北、山东道总管，另外调任董浚为梁郡郡守，张公谨为睢阳郡郡守，王薄为青州刺史、齐郡公，徐圆朗为济阴郡守、鲁郡公，都归徐世绩指挥。
王世充一家被迫令移居长安；孟孝义、郭善才、云定兴、长孙安世有功，暂时都被任命为监门将军，薛德音、崔弘丹、卢君业、郭子高则是坐着囚车，随大军回到长安。
杨崇一回到长安，当天就以丞相府和枢密院的名义，命宋金刚、刘黑闼等部组建右骁卫军，驻扎河内郡；命陈棱、王张夜义率一万人的水师跟随东路行军总管李靖行动，准备船只物资，考虑与江淮军夹击江都。晚上在越国公府设宴，请杜伏威、元无竭、房彦藻、姜夺吃饭。
洛阳之战杨崇花费了二十天时间，真正激战不到五天，河西军阵亡五千多人，负伤一万七千人，这个结果其实让户部和兵部大大地喘了口气，要是杨崇在洛阳城下打上一年，恐怕光补充兵源就会让兵部抓狂。元无竭和房彦藻一下班，就联袂而来，没料到姜夺和杜伏威来得更早。
杜伏威还带来了两车珍玩绸缎做礼物，原本是从历阳带来的，一直想送给杨崇，今天可算逮到机会了；杨崇也不推辞，江淮军在扬州收获丰厚，不在乎这点东西。杜伏威听杨崇说希望自己回到丹阳指挥大战，一开始以为是杨崇试探，等杨崇说到后来，才知道杨崇是真希望自己去夺回江都，不由得心生感激，以优势兵力败给李子通是杜伏威心中的痛。
以江淮数郡归附，比起杨崇一路打下的地盘，杜伏威明白自己差得太远，免不了说几句掏心窝子的话，五个人谈得甚为投机。但是说到最后，杨崇突然变得严肃说：“楚王，对你和李靖打下江都，我一点都不担心，那只是时间的问题。