洛陽城搖搖欲墜，唐軍聲勢浩大，拚盡全力猛烈攻擊。史朝義田承嗣親自在城樓上督戰，見到守城的燕軍已經膽怯，向後退縮。田承嗣大聲疾呼：“朝廷的增援到了，李歸仁元帥領十萬大軍，已經到了城外。全力頂住唐軍的進攻，就是勝利。誰畏葸不前，立斬不繞。”這句話果然有效果，軍士士氣大增。
唐軍敢死隊已經登上了城樓，李光弼對衛伯玉說道：“仆固懷恩的攻擊力果然強盛，你全力壓上，半個時辰就能攻破城池。”
衛伯玉說道：“元帥看我的，一定先仆固將軍攻破城門。”他親自領兵，向城樓衝擊。唐軍的戰鼓，敲得震耳欲聾，密集的鼓聲催促兵將向城樓蜂擁。突然大批燕軍從四麵八方殺來，李歸仁帶領五萬援軍及時趕到。
先鋒官薛嵩手持方天畫戟，直衝仆固懷恩的陣地，正在擂鼓的仆固瑒，立即鳴金。並調轉掩護攻城的弓駑手，轉身列陣，阻擊薛嵩。已經登上城樓的仆固懷恩，聽到鑼聲回頭觀看，見到唐軍向他的背後衝來，立即下令退卻。
李光弼大驚失色，唐軍正在全力進攻，軍隊正拚命向城樓衝鋒。他來不及向仆固懷恩、衛伯玉等人發布命令了。就是能發布命令，也無法調轉攻城的軍隊。正在全力攻城的衛伯玉的軍士，見到背後殺來了大批燕軍，頓時大亂，潮水般退回，兵卒相互踐踏。
李歸仁乘唐軍慌亂之時，突然發起攻擊。失去控製的唐軍，立時潰不成軍，步兵死者數萬，輕重武器及軍用物資全丟。李光弼、仆固懷恩組織慌亂的軍隊，穩住了陣式，且戰且退，渡過黃河，退保聞喜③。魚朝恩、衛伯玉退守陝州。
李歸仁率領得勝之兵，跟蹤追擊，離聞喜城不到五十裏。仆固懷恩對李光弼說道：“我請求將所部軍隊隱蔽在城外，在叛軍攻城的時候，出陣夾擊。”李光弼說道：“的確是好計策，隻是辛苦仆固將軍了。如果將軍願意，就馬上行動，遲了就來不及了。”
仆固懷恩的軍隊剛剛隱藏好，李歸仁的軍隊就到了。他不顧軍士的疲勞，立即組織攻城。薛嵩勸阻道：“我軍一路狂奔，軍士的體力支持不住。元帥還是讓軍隊休整一下，先圍困城池，明天再行攻擊。”
李歸仁說道：“我們疲勞，唐軍更加疲勞，趁熱打鐵，現在正是攻擊的最佳時機。”不聽薛嵩的建議，命令他立即發起衝鋒。
薛嵩無奈，隻得執行命令。帶領堂弟薛崿領兵向城門衝擊。李光弼站在城樓上，指揮軍士向衝鋒的燕軍射擊。由於撤退時丟失了一部分弓駑，城樓上的駑箭不密。阻擋不住衝鋒的燕軍，李歸仁大喜，親自擂鼓，將所有的軍隊都壓上。
薛崿已經蹬上了城樓，眼看城池不保。突然從旁邊衝出大隊唐兵，剛剛蹬上城樓的薛崿驚慌失措，李光弼已經到了他的麵前。他不敢接戰，從城樓上跳了下來，還是他內功深厚，沒有受傷。
燕軍被這突如其來的變故嚇呆了，軍士不戰自亂，薛嵩大聲疾呼，也沒有作用。仆固懷恩高舉陌刀，帶領大軍已經衝殺過來。李歸仁見勢不妙，慌忙鳴金收兵。這樣一來，燕軍更亂。而且李光弼也帶兵從城門中殺出，兩麵夾擊，燕軍潰不成軍，慌忙撤退。唐軍沒有追擊，退回城內。