帶領清軍來進攻江陰的是明朝降將劉良佐，他知道閻應元是一員猛將，不好對付，就先到城下喊話，勸閻應元開城投降。閻應元回答說：“我閻應元隻不過是一名小小的典史，尚且不忘故國。你身為大將，握重兵而不能衛國，反而投降敵人，做可恥的走狗，有何麵目來跟我談話!”劉良佐被說得滿臉通紅，隻得悄悄溜走。
清軍調另一員降將李成棟來助攻。李成棟又叫人來招降。閻應充叱責他們說“你們不能殺敵立功，被敵人俘虜後又木以死報國，如今還想拉人下水，勸我投降，你們有羞恥之心沒有?”李成棟等人也隻好灰溜溜地回去了。
清軍見兩次捆降都不成，便加強攻勢，想用武力迫使閻應元開城投降。他們在城外架起大炮轟城，用猛烈的炮火把城牆炸裂多處。閻應元下令用鐵葉包裹門板，再用鐵鏈聯貫起來，擋在裂口處；又把棺材鋪的空棺材征發來，裝滿泥土石塊，擋在城牆裂口處。再運來大石塊，加固城牆。防守幾、十天以後，箭用完了，閻應元想起諸葛亮草船借箭的故事，下令叫人紮了許多稻草人，乘黑夜立在城牆上，擂響戰鼓，裝著要下城去進攻敵營的樣子。清軍害怕夜戰，趕快調來幾百名弓箭手拚命向城上射箭。一夜之間，義軍就得到了敵人送來的幾十萬支箭。
清軍一時攻不破城，隻好來用長期圍困的辦法。轉眼間中秋節到了，閻應元下令給每個義軍戰士發賞月錢，買了酒和月餅，登城痛飲。許用德會譜曲，他譜寫了一首悲壯淒厲的《五更轉曲》，叫擅長唱歌的戰士引吭高歌。城下清軍中那些投降過去的原明朝士兵聽了，個個流淚抽泣。
清軍害怕曠日持久的戰鬥會發生意想不到的變化，下令在10日之內必須把江陰攻破。8月21日，傾盆大雨下個不停，清軍用油布在大炮上搭棚擋雨，趁著大雨發炮轟了城牆，然後大隊人馬蜂擁而入。閻應元率領敢死隊冒雨跟敵人展開巷戰，殺傷敵人數千。清軍後續部隊排山倒海而來，義軍寡不敵眾，實在無法突圍衝出去。在危急關頭，閻應元躍身前湖，想以死報國，可是水淺沒不了頂，被清軍俘獲，送往劉良佐的軍營。劉良佐見了閻應元，假惺惺地拉著他的手大哭。閻應元掙脫叛徒的手，厲聲說:“大丈夫以死報國，哭什麼!”劉良佐帶著他去見清將貝勒。閻應元直挺挺地站著不肯屈膝，結果被害。許用德和陳明遇在城破時投向火堆，自焚殉難：
閻應元隻是個小小的典史，為了報效國家，敢於承擔起守城重任，以少數兵力，抗拒強大的清軍，堅持鬥爭長達81天之久，使清軍在江陰城下損失了3位王爺，18員大將和7萬士兵。城破以後，閻應元也不投降，保持了崇高的民族氣節，他的愛國主義精神將與日月同輝，永遠照耀著史冊。