李光弼、衛伯玉進兵緩慢，剛剛到達，列陣未定。那邊魚朝恩、仆固懷恩已經等得不耐煩了，開始了攻擊。史朝義見唐軍各自為戰，知道他們的內部意見不統一，站在城樓上悠然自得。
田承嗣也看出了端倪，對他的弟弟田庭階說道：“唐軍兵力雖強，但互有裂隙，配合不好，我們隻用少量軍隊牽製魚朝恩和仆固懷恩的攻擊。你帶主力出擊，攻擊立足未穩的另一部唐軍。”
史朝義說道：“皇上命我們隻許堅守，不許出戰。將軍膽識過人，但皇上的聖旨不可違背。”田承嗣說道：“皇上遠在薊城，怎知前線之事？王爺隻要守住洛陽，不必拘泥於常勢。現在有了千載難逢的機會，不用豈不可惜了。”
史朝義覺得有理，同意田承嗣出擊，要求他不可戀戰。田承嗣下了城樓，親自為田庭階擂鼓，田庭階帶領兩萬大軍，催馬出城攻擊西路的衛伯玉。
衛伯玉按照李光弼的命令，正在布防，他不緊不急，按部就班。軍士雖然井井有條，但並不快速。柵欄沒有建好，還沒有列好的陣式，各個兵種之間也沒有協調。田庭階就帶領大軍，一馬當先，鼓噪著衝殺過來。
此時的唐軍正在布防，防禦工事還沒有建好。正在築陣的軍士見燕軍已經衝殺過來，已然慌亂。衛伯玉也是一名勇將，立即挺槍躍馬迎了過去，與田承嗣戰在一起。但是他的軍隊沒有準備，沒有列好陣式，一時措手不及，被燕軍衝得七零八落。軍士死傷數千人，軍資器械丟棄很多。
衛伯玉不敢戀戰，後撤了十裏，才穩住陣角。田承嗣見好就收，立即鳴金收兵，收起唐軍丟棄的武器裝備和物資，退回洛陽城。
唐軍初戰失利，李光弼要求四麵圍困，不要輕易出擊。魚朝恩不聽，他對李光弼上書：“朝廷兵力強盛，三倍於敵，而且叛軍士氣低落。應該加大進攻力度，速戰速決。”
李光弼回複：“我軍初戰失利，叛軍不弱，又有堅固工事，不可輕敵。要吸取教訓，穩紮穩打。不能隻注意洛陽的叛軍，要防止史思明的增援。以現在的兵力對比，吃掉史朝義綽綽有餘。但是一旦叛軍來了援軍，從背後襲擊我們，有可能重蹈鄴城的覆轍。”
魚朝恩仍然堅持己見，他以監軍的身份召開軍事會議。對李光弼、仆固懷恩、衛伯玉等人說道：“叛軍雖得小勝，他們的傷亡也不小，並沒有縮小軍事力量對比，可速出軍，以掃殘寇。”
仆固懷恩說道：“現在已經騎上了虎背，如果不速戰速決，等到叛軍的援軍趕到，後果不堪設想。目前的出路，隻有集中力量一舉拿下洛陽。否則，叛軍的增援來了，就隻有撤軍。如果無功而返，怎樣向皇上交差？”
兩支主力軍都要求強攻，李光弼也想一舉殲滅洛陽的叛軍，以免夜長夢多，命令唐軍全力攻打城池。攻擊十分猛烈，各種駑箭暴風雨搬灑向城樓。仆固懷恩身先士卒，親自帶領敢死隊衝鋒。
史朝義早有準備，史思明命令必須執行。擺出與洛陽城共存亡的架式，將全部家當都放到城樓上。與唐軍血戰，雖然死傷累累，仍然前赴後繼，死守城池。