接着，第三纵队9师也突入了北关，并占领了东西车站，取得了攻城依托。
3月9日黄昏时分，华东野战军三纵队在司令员孙继先的率领下，包围并歼灭了东关、北关、东西两车站及九龙台、美国医院等要点之敌，夺取了攻城的依托。
此时，陈谢兵团第四纵队从城西和城南进攻，以突然动作肃清敌屯兵场西工和西关之敌，切断了敌军城内与城外的联系，并攻占了洛阳的门户周公庙和西工发电厂。
至此，洛阳外围之敌被肃清。
在外围作战期间，由郑州西援的敌孙元良兵团主力，已于9日到达黑石关一线，并以整编第47师第125旅经密县向登封前进，试图与胡琏兵团会合后并肩西援。但因胡琏兵团尚未到达，孙元良兵团不敢冒进，每天仅以一部兵力向第八纵队作试探性进攻。
根据外围战斗和援敌被迟滞的情况，陈赓即决定，以少数兵力对外围残敌据点进行围控，并继续监视援敌，集中主力开始围攻城内之敌。
为了掌握洛阳城内敌设防具体情况，陈赓等战役指挥员指示司令部一面进一步对洛阳城内进行详细侦察，一面加紧对俘虏的蒋军官兵进行审讯。各方面的情况很快综合汇总到陈赓等战役指挥员面前。
针对敌人的工事构筑与设防情况，陈赓等战役指挥员经研究决定，采取多点突破，选择顺利方向，连续攻击的战法。各纵队的攻城部署为：
第三纵队，以第23团主攻东门，第24团为二梯队；第20团主攻北门，第25团为二梯队；第22团由东北门攻击，第21团为二梯队；第27团为纵队预备队。第四纵队，以第29团主攻西门；第31团、第32团主攻南门；第28团、第30团分别由南、西两门攻击，其他部队分别担任二梯队和预备队。
命令很快就传达到了各攻击部队。东门是敌设防的重点，担任主要方向作战任务的是第三纵队第8师，并将师的炮兵营配属第23团。
这样，第23团加上团属炮兵连，计有各型火炮32门，并以其组成了两个火力队。同时，第三纵队也以3门野炮和第24团的炮兵分队担负该方向突击前的火力支援。
第三部分：三军逐鹿中原 转入战略进攻突围不成“老虎”被擒（2）
3月11日黄昏，正当国民党军孙元良、胡琏兵团在洛阳附近地区徘徊观望，对是否进抵洛阳犹豫不决之际，人民解放军攻城的炮火已开始在洛阳震响。
随着一阵阵山崩地裂的炮声，勇士们如猛虎下山，呼啸着直扑敌人阵地。
战役发起后，三纵司令员孙继先坐在一座破陋的民房中的地图前，手拿电话话筒，询问着各部队的进展情况。
“喂，8师，我是孙继先。”
电话里传来王师长的声音：“部队正在艰难地向前推进，桥头到瓮门的层层障碍已被排除，部队现正向瓮城发展。”
孙继先兴奋地说：“好！好！一定要努力推进！”
接着王师长又汇报道：“雨大泥泞，路滑难行，前进困难很大。”
孙继先坚定地说：“排除困难，减少伤亡，全力推进！”
正说着，王师长在电话中兴奋地叫起来：“司令员，23团2连突破瓮城！”
“好！乘胜进击！”
忽然，王师长的语气又沉重起来：“敌人集中炮火向我突破口猛烈轰击，后续部队无法前进，突击营的电话被打断了。”
孙继先命令道：“不惜一切代价，扩大突破口，让后续部队进城！”
攻城战斗取得一定进展，但西门、南门、东北门、北门仍未突破，敌人立即将所有的炮火和预备队集中过来对付突进去的部队，23团有被打出来的危险，孙继先来不及多考虑，对王师长说：
“24团、22团、21团，全调过来，从东门突破口入城，进城后立即展开巷战！”
8师立即调整部署，将其他团队调到东门加入战斗。
洛阳城东门被打开了。
陈士榘、唐亮、陈赓等在指挥部里听着那刺破敌胆的喊杀声，焦急地等待着部队攻击进展的情况报告。
这时，听到孙继先的报告说：“第8师23团张明营已突破东门，并占领了城楼！”没想到敌重点设防的东门在极短时间内即被突破了，陈士榘、唐亮等十分高兴。
四纵10旅的攻击方向是西门，这是敌人防守的强点。要攻进去，必须通过一道长桥。总攻发起前，10旅29团1营曾两次试图偷越此桥，皆未成功。
12日，周希汉决心变偷袭为强攻，命28团实施主要突击，29团、30团在两侧助攻。
邱行湘亲自指挥巷战，但已难以阻挡解放军的攻势。败退的国民党军不断缩进民屋与核心工事内，连洛阳专员刘焕东等也逃入洛阳中学的核心阵地内。尽管还有西工、九龙台、潞泽会馆几个外围据点在支撑，但城区基本已被突破，仅有西门和西北角城墙的阵地与洛阳中学的核心阵地和洛阳中学以南的几条小街区还在邱行湘的手里。
邱行湘已感形势危急，一面不断地向国民党统帅部求救，一面不停地给其残存的部下打气，许愿说，向他们悬赏千万元，并先发一半，要他们坚持到援军到来解围时即发另一半。
可是，兵败如山倒，在人民解放军的强大攻势面前，蒋军官兵的抵抗意志基本已经崩溃。其中包括一些一贯思想顽固的军官团成员和蒋介石派往洛阳督战的视察组长刘伯龙等。尤其是这位刘督察，未等洛阳受困便早早带了随行人员悄悄逃回了南京。一些担任206师教官的中、上校军官，也乘乱偷偷离开了洛阳城。仅有无奈的邱行湘孤零零地率残部在作最后挣扎。
而邱行湘苦苦期盼的救援却如空中楼阁般虚无漂渺。蒋介石仅给他发来了附有几句勉励坚守的一纸空文，指派增援的孙元良、胡琏兵团及第二快速纵队等，以种种原因拖延时间，迟迟不肯向他伸出救援之手。
战至12日下午l4时，第四纵队攻击部队亦突破了西门。司令员周希汉立即抓起话筒向陈赓报告：
“我们已经突入城内，正与敌人展开巷战。”
陈赓兴奋地说：“通知部队要顽强推进，占领有利地形，不可恋战。后续部队跟进多少？”
“后续部队正在跟进，28团基本进完。”
“好！命令29团、30团同时跟进。”
“是，29团、30团正在向缺口冲锋。”
第三部分：三军逐鹿中原 转入战略进攻突围不成“老虎”被擒（3）
陈赓补充命令道：“部队进入后，要对重要据点的敌人进行包围，对顽抗的敌人进行消灭，对分散的敌人捉俘，要速战速决，各个歼灭。”
战至12日下午l5时，洛阳的所有城门及附近工事均被第三、第四纵队的攻击部队突破，各路大军在城内实现了会师。
此时，只剩城西北角的洛阳中学的阵地为敌所控，邱行湘率残敌龟缩在这个百米见方、南北排列有四五栋楼房的核心区域内作最后顽抗。
13日，各部队继续对残敌发动攻击，并将由城区各方向溃退下来未进入核心阵地的国民党军，歼灭在敌核心阵地以南地区。在战斗中，俘获了敌第1旅旅长赵云飞。敌第2旅旅长盛绝岳则化装藏匿于民居中。
扫清城内其他残敌后，各路攻击力量便汇合围攻洛阳中学敌核心阵地。但因敌依托坚固工事顽抗，攻击部队先后组织的两次攻击都未奏效。
邱行湘一面胆战心惊地组织残部坚守阵地顽抗，一面不停地电请蒋介石派外围各兵团兼程驰援，并请求加派空军助战。
蒋介石不愿轻易失去洛阳，立即电催郑州指挥部督令胡、孙兵团驰援洛阳。胡琏、孙元良因惧怕蒋介石追究责任，便不情愿地率部进抵黑石关附近。
第八纵队所部，凭借有利地形，予敌以有力的阻击，使其不能轻易靠拢洛阳。第九纵队原在新安、渑池地区阻击裴昌会兵团东援。因该敌未来，第九纵队便转至洛河北岸与第八纵队协同阻敌。
14日16时30分，攻城部队对敌核心阵地发起了总攻。在强大急促的火力准备下，敌核心阵地的楼房燃烧了，围墙倒塌了，工事摧毁了。
l7时20分，两颗绿色信号弹升上天空，冲击开始了！
华东野战军第三纵队第8师由东、第9师由北，陈谢兵团的第四纵队第10旅由南，向邱行湘的最后巢穴发起总攻。
为了摧毁敌坚固工事与障碍，攻击前集中了几乎所有火炮对敌阵地进行了长达40分钟的猛烈轰击。在人民解放军的炮击下，敌人阵地上浓烟滚滚，火光冲天，一些房屋的围墙和炮楼等炸塌。
邱行湘原先只判断解放军将以爆破手段实施逐道阵地与工事的争夺，没想到对方竟会实施如此猛烈的炮火。
在解放军的炮火急袭中，核心阵地内的许多工事被破坏了，5座大楼也燃起了大火。其中，南面的两座高楼不久即倒塌了，使据守此楼的敌总预备队无以容身，到处乱窜，伤亡甚大。敌第4团团长在炮火中丧生，邱行湘也被弹片擦破了头皮。他和其参谋长刘宏远仍命令其部属坚持顽抗。
当炮火仍在持续中时，担负主要攻击任务的第三纵队第8师王吉文师长，亲临前沿指挥所组织突破敌核心阵地战斗。
炮火刚一停息，3发红色信号弹腾空而起。第24团第2连连长王继禹一马当先，带领2连飞速冲上了小桥。
这时，被炮火打哑了的敌暗火力点突然复活了，从沟底里拼命向外扫射。一颗子弹打中了王连长的头部，他顿时觉得一阵昏迷。
当他清醒过来时，全连已冲进了敌人的核心阵地，但伤亡太大，进展缓慢。王继禹忍着痛猛地站起身来，将负伤的头部包好，又不顾一切地跨进了突破口。
这时，敌人用重金收买的“敢死队”，正好反扑过来。在这关键时刻，王吉文师长亲临突破口指挥，突击部队备受鼓舞，连负伤的战士都挣扎起来投入了战斗。一阵冲杀，敌“敢死队”被打退回一个地洞内，王连长带伤率领战士们一直冲到敌人的地洞口，并以火力封锁洞口，迫使敌人出来投降。
这时，第四纵队的攻击部队也从西南两面冲进了敌人的核心阵地。敌人丧失了斗志，一个个地举着双手从地洞口和被打塌的碉堡里钻出来投降。
邱行湘眼见大势已去，绝望中向蒋介石发电，称：
“天不佑我，人不助我，时不济我，非我之过。我邱行湘遵嘱与洛阳共存亡。”
蒋介石见电后，急令俞济时带飞机去接邱行湘出城，并悲戚戚地说：“洛阳可丢，‘邱老虎’不能丢！”
俞济时早知洛阳机场已被炸毁，飞机无法起降但也强做好人地在洛阳上空转了几圈，与邱行湘呼叫话别：“邱师长，总裁派我带飞机来接你，可无法降落，实不是为兄之不仁呀！”
邱行湘听到呼叫，带着哭腔说：“请转告总裁，我邱行湘言行一致，誓与洛阳共存亡，让我遗憾的是不能再效忠党国和领袖了。”
邱行湘草草地包扎了一下受伤的头，匆忙换上一套士兵服，并