杨定部得杨定密令从蓝田县赶到，断了徐荣军退回东门的后路。

四面围攻下，猛将徐荣与张绣、郭汜大战力竭，竟然战死，所部死伤五千人，余部投降。

刘靖皆战死。李傕、郭汜、樊稠、张济、杨定瓜分了刘靖、徐荣的部众。

此役实乃徐荣所率的幽州、并州、冀州三州混编兵马与凉州兵马的决战，凉州兵完胜，再次证实了凉州兵的骁悍。

胡轸率所部一万五千人马躲在新丰县新县城里迟疑不进，胡轸平日与李傕好友，最后归降李傕了。李傕竟解除了胡轸的兵符，收编了胡轸的全部兵马。

镇守弘农郡华阴县的段煨之前已归顺王允，在李傕军过境时答应李傕，只要李傕占长安，定会听从节制，所部负责供给粮草。李傕未强迫段煨军参战。

李傕等部到达长安时已达约十万六千人。

五月二十三日，李傕等人将长安城四面围定，开始攻城。

长安城防坚固，攻而不克，吕布等在城内守之八日。

郭汜攻北门，吕布出城单挑，以矛刺中郭汜，郭汜左右出马救走郭汜。

左冯翊太守宋翼的五千援兵从高陵县出发到达渭水边找不到船只无法渡河。船只全部被樊稠收走。

屯驻左冯翊郡池阳县和黄白城的校尉王承哗变，宋翼忙率部返回高陵县。

右扶风太守王宏的五千援军从槐里县出发到达渭水西岸，屯驻右扶风郡鄠县的校尉朱玺五千兵马也赶到。

二人望见河对岸黑压压的到处都是李傕军兵，不敢过河。

皇甫嵩带一万人马从郿县前来救援，见王宏军过不了河，于是沿河向东北到渭桥。几次冲锋，都被李傕军死死挡在渭桥北，过不了桥。

屯驻司隶右扶风郡好畤镇的校尉王昌哗变，王宏、朱玺、皇甫嵩怕断后路，慌忙撤军。

六月一日（公元192年6月28日，杨定在城中说服城内吕布军中的叟兵（益州蜀兵叛变，引导凉州军入城，李傕、郭汜、张济、张绣等与守将吕布展开巷战。

吕布不胜，以董卓人头系于马鞍，仅率数百骑出逃，长安城陷落。

吕布驻马南宫青琐门外，招呼王允一同出城逃走。

王允曰：“若蒙社稷之灵，上安国家，吾之愿也；如其不获，则奉身以死之。帝幼少，依赖吾而已，临难之时苟免逃脱，吾不忍心也。汝代吾努力谢关东诸公，勤以国家为念！“

吕布逃出武关，投靠荆州南阳郡袁术。跟随逃走的还有议郎金旋、北地太守张辽等。据说金旋与刘表要好。

张辽尚未到北地郡就任就跟吕布一起逃跑了。北地太守王季然尚未交权，仍在北地郡。

长安城溃，百官多避兵冲，太常洛阳人种拂挥剑而出曰：“为国大臣，不能禁暴御侮，致使凶兵白刃杀向皇宫，去将安之！”于是冲向乱兵战死。

李傕、郭汜军屯南宫掖门，杀太仆右扶风郡平陵县人鲁馗、大鸿胪扶风郡茂陵县人周奂、城门校尉冀州安平国安平县人崔烈、越骑校尉王颀等一批王允掌权后任命的大臣。吏民死者万余人，狼藉满道。郭汜寻到鲁馗家宅屠杀之以报与鲁家私仇。

大司农张驯、尚书杨瓒、郿相蔡瓒、荀爽次子射声校尉荀棐、校尉频畅、校尉谒涣等死于乱兵。

王允扶帝上宣平门城楼避兵，李傕、郭汜追到宣平门下，叩头便拜。

帝谓李傕等曰：“卿等放兵纵横，意欲何为乎？“

李傕等曰：“董太师忠于陛下，而无故为吕布所杀，臣等为太师报仇，非敢为叛逆也。等到捉拿处决凶手后，吾等愿意送廷尉接受判决。“

李傕等围门楼，共表请司徒王允出，问：“太师何罪？“

王允二话没说，向帝行了最后的君臣大礼，便走下了城楼。

李傕等率兵拥着帝和司徒王允回到南宫掖门，威逼帝和司徒王允，封李傕为扬武将军、郭汜为扬烈将军，樊稠为安集将军，李蒙、张济、杨定等为皆中郎将。

王方攻城意外受重伤已死，李傕、郭汜等瓜分了王方、吕布的部众。

韩遂看完信报向成公英等叹息道：“董卓郿坞所剩黄金、白银并不很多，看来钱币失效后，金银支出消耗很大。王允本应用好董卓旧部，西结凉州，东抚山东，大汉尚存元气，可复兴矣。然而其意气用事，弄坏了国家大事。难道天下尽归校尉李傕？”

韩遂带成公英去望垣县视察已集结于此的三万联军骑兵，以防不测。

又写信给妹夫武威太守张雅，请其写信交给探部密送王允长子王盖，以探内情。王盖是张雅读太学时的好友。