就在趙沐在弘農華陰擊潰白波軍的時候，曹操已經到了洛陽地界，由於董卓將洛陽地界兵力全部抽調到虎牢關前線，整個洛陽顯得極為空虛，一直到曹操離洛陽隻有二十餘裏，才發現曹操的蹤跡。
此刻身在洛陽太師府的董卓得知有一支聯軍離洛陽隻有二十餘裏，一下子從床上蹦了起來。
洛陽現在隻有五千守軍，雖然還有皇甫嵩的兩萬北軍，但是董卓不敢讓皇甫嵩上，萬一皇甫嵩和曹操來個裏應外合，董卓哭都沒地方哭，但是想依靠五千守軍，守住洛陽又有點困難，如今主力皆在虎牢關一線，最快也要十天才能回來，著急的董卓立馬召來李儒詢問該怎麼辦。
“太師，洛陽城高池深，聯軍短時間無法攻克，可將駐紮弘農的牛輔將軍調來，以解洛陽之危。”李儒道。
“可若是將牛輔從弘農調走，聯軍從弘農圍困洛陽該如何是好？”董卓問道。
“為今之計，當先保洛陽無虞，而後從虎牢關前線將士卒抽調回來。”李儒道。
“這袁紹真是該死，當初咱家就不應該放過他。”董卓恨聲道。
董卓無奈，隻能將駐守弘農的牛輔調過來，確保洛陽無虞。
而曹操在洛陽周邊開始建造攻城器械，由於董卓收縮兵力防守洛陽城，因此曹操的建造器械沒有任何的阻礙，三萬人同時行動，僅用一天時間就建造了不少的雲梯和攻城錘。
曹操現在最缺的就是時間，為了爭取時間，曹操連夜展開了對洛陽的攻擊，因為他明白，一旦弘農虎牢的董軍回援，那麼直取洛陽的計劃就會功虧一簣，前期做那麼多的都是白白犧牲。
將洛陽的護城河填平後，聯軍開始攻打洛陽。
為了早日攻下洛陽城，留下公孫瓚的騎兵留守營寨，曹操與孫堅親冒箭矢，指揮對洛陽的進攻。
聯軍選擇了洛陽北門作為主攻方向，為了牽製董賊兵力，孫堅親率江東子弟對洛陽南門展開佯攻，夏侯兄弟親自上陣攻打洛陽北門城頭，曹仁曹洪則指揮攻城錘撞擊北門的大門。
洛陽北門曹操集結了兩萬人，對北門開始了輪番攻擊，城下已經堆滿了一層屍體，曹操選擇了視而不見，依然指揮士卒對洛陽北門展開攻擊，希冀早點攻破北門。
而洛陽的守軍也開始出現了傷亡，尤其是北門，在夏侯兄弟親自持盾攀爬雲梯的帶領下，聯軍士氣高漲，對著北門守城士卒發動了猛攻，董卓迫於壓力，將駐防西門的高順調到西門，頂住夏侯兄弟的進攻。
在曹操不計傷亡拚命的攻擊下，洛陽的董卓守軍一天就傷亡了一千五百人，這還是城高池深的結果，若是換做矮一點的都城，恐怕聯軍已經跳上城頭，近身肉搏了。
第二日一早，曹操又指揮士卒開始了對洛陽的進攻，董卓不得不將洛陽皇宮五百羽林軍也調到了洛陽北門，將洛陽所有公卿大臣家的護院家丁及私兵統統拉到洛陽北門，協助董軍守城，並且開始在城北抓壯丁，準備死守洛陽城，而為了有人起其他心思，董卓將洛陽所有的公卿大臣，特別是手握北軍的皇甫嵩，請到了洛陽皇宮，說是請，其實就是軟禁，怕這些公卿大臣與聯軍互相勾結，裏應外合攻下洛陽城。