郝昭军赶赴许昌之际，洛阳形势已危。洛阳军并未受到河北大捷鼓舞，为诸葛亮攻心之术搅得军心涣散。曹操数支援军，均为诸葛亮设计击退。
时曹丕见洛阳粮草将尽，聚众相议。邓艾虽为智谋之士，也毫无良策。钟繇曰：“今河北已定，郝昭、张辽两军已赴许昌、北海，以张辽部兵出北海，许昌、定陶两军夹击谯城，使诸葛亮分军往救，洛阳之围可解也。现洛阳粮草将尽，军无战心，局势已危也。当思何策补充粮草。”贾诩时在洛阳，曰：“今诸葛亮截断粮道，何不反截其粮，以为我用。”邓艾然之。曹丕遂命邓艾、曹仁、夏侯渊三将挑选精兵乘隙劫粮。又遣使赴许昌，使曹操攻击谯城、都阳，迫使诸葛亮分军，以解洛阳之危。
洛阳赴许昌使者为魏延巡军所擒，献于孔明帅帐。孔明温言询之，探听出洛阳劫粮出兵之计。遂思得一计，升帐点将。命王平、张嶷率兵三万诈作护粮军，使粮车内盛易燃易爆之物，见曹兵来即将粮车围成一团，点火后弃粮车，率军退于侧旁，见敌军与伏兵交接，即从后掩杀。使魏延、谭雄率军五万，阻住曹军劫粮之兵。命李严率一万军换上曹军衣甲，推百余粮车诈为劫粮归军，诈开城门。命姜维、张苞、朱恒率军八万随李严军后，见诈开城门，率军攻入城内。自与余将率余军七万伏于许昌归路等候曹丕败军。
王平、张嶷部夜间行军，故意延缓，使曹军探子获知。探子急报邓艾，邓艾即与曹仁、夏侯渊点精军六万前往劫粮。邓艾军至，见王平、张嶷命军士将粮车围成一圈，点火后即向侧旁撤去。邓艾等大喜，命令军士救火，军士刚趋向前，只听轰得一声，粮车顿成一片火海，近前兵士被烧伤者众。邓艾见大事不妙，率军回撤。此时魏延伏兵起，两军相战。邓艾军以魏延军兵少，率军力战。此时王平、张嶷部又从侧面杀来，邓艾军受夹击，大败。
时李严已经诈开城门，姜维等将率军杀入。城内守将王双等见大事不妙，聚兵保护曹丕，开东门撤往许昌。邓艾率军杀到城侧，只望城中守军出城接应，见城门大开，刚要涌入，姜维部从城中杀出，一排强驽袭来，邓艾不防，当即毙命。曹仁、夏侯渊等人见大事不妙，率败军往许昌方向退去。姜维、魏延等将率军从后追击。
诸葛亮算定曹军兵败，必走许昌。于许昌归途路狭处布阵，使一万强驽兵摆于阵前，三万长枪兵摆成长方阵随之其后，后面轻骑兵为后军。曹丕等率军来到，突见火把齐明，前路黑压压一片大军，强驽射来，前军死伤无数。正要后退，却见曹仁等败军至，得知邓艾阵亡，诸将更乱。此时姜维、魏延统军从后杀来，强驽不绝，伤兵无数。
曹军避无所避，王双等将只好统军向前杀来。只见诸葛亮将令旗一摆，强驽兵从两侧撤到阵后，露出长枪兵来，长枪兵行动虽缓，然阵势整齐，兵刃极长，所到之处，曹兵无所阻当。王双等将见势危，率亲兵保曹丕弃掉马匹，步行从两侧山路逃命。洛阳十五万守军，经这场大战，死伤二万余众，余者见无路可逃，纷纷请降，降者近八万。随曹丕间小路而逃者，路上又被诸葛亮遣文聘、苏飞两将率轻骑兵两万沿途追袭，逃至许昌者，仅二万余众。洛阳守将夏侯和、钟繇、吕虏乱军中被杀。
此战让曹军胆战心惊，提及诸葛亮军威，无人敢于应战。诸葛亮收得降兵八万，命编于周瑜部两万、陆逊部二万，余兵编于部下诸军。洛阳既得，弘农、宛城皆成内郡，诸葛亮命苏飞率军三万驻守弘农，张嶷率军三万驻守宛城，余军皆赴洛阳，洛阳大军共三十九万。诸葛亮整顿洛阳军务，训练兵马，准备攻打许昌。
曹操此时见洛阳城陷，许昌面临大军压境，调配各路文武，重新布防。曹操以壶关为河北诸郡门户，临洛阳甚近，为战略要地，命司马懿、郝昭、邓忠、曹纯、司马师、司马昭率军十五万驻守壶关。张辽、夏侯淳、程昱、于禁、潘凤、李典等率十二万兵马驻守北海。曹仁、夏侯渊、郭嘉、夏侯霸、王双、张合率十三万兵马驻守定陶；王子服、荀攸率军五万守晋阳；于禁、郭奕率军五万守邺城；夏侯德、陈登率军五万守濮阳；张燕、刘岱率军五万守陈留；杨彪、陈群率军一万守北平；吴质、耿纪率军一万守襄平；吴纲、曹爽率军一万守代县；严政、左贤王率军一万守乐陵；王睿、杨修率军一万守南皮；夏侯玄、孔融率军一万守易京；曹洪、夏侯威率军一万守官渡；夏侯恩、贾充率军一万守界桥。自与余将率军二十万守许昌。