穴城法失敗後，機智的闖王再使“地雷戰”。他命義軍先在開封城東北角的城牆上又挖了一個巨大的洞穴，寬約一丈有餘，長達十餘丈，每天都有布袋往裏運送火藥。待堆積了數十石火藥後，引出兩條又粗又長的火藥線備用。
正月十三清晨，李自成命令精銳數萬人，埋伏於城濠之外，整裝待發，隻等地雷爆炸轟開城牆後衝將進城。終於，藥線點燃了，義軍將士都捂住耳朵緊張地期待著……
“轟――”
一聲天崩地裂的巨響，卷起了漫天黑霧，頓時，天空一片昏暗，如同黑夜。明軍陣腳大亂，不知道發生了什麼事。
等到煙霧散去，李自成急切地派兵去查，方知功虧一簣，厚達十丈的開封城牆被炸得隻剩下數尺，但畢竟未穿。更不幸的是，準備攻城的伏兵距城牆太近，許多人被爆炸處飛起的城牆磚石擊傷了。
這一挫折使義軍的士氣受到影響，加之明將左良玉的援軍又馳來解圍，闖王遂引兵於正月十五日撤圍南走。
五月初二，在外圍連戰連捷的李、羅聯軍第三次兵臨開封城下，兵力數倍於前，號稱百萬。這一次，李自成安營於城西大堤外，旗幟招展，連綿不絕。但義軍隻圍而不攻，在城四周築起了長長的土圍子，要將守軍困死城中。
明總兵高名衡乘義軍安營未定時，突然出城襲擊，義軍馬步軍齊發，從容應戰，隻一刻功夫，便全殲出城送死的三營明軍。從此明軍退守城內，再也不敢出來冒險了。
義軍一麵圍城，一麵派兵將開封附近的鄭州、上蔡、滎陽等地一一攻下，更使開封成為重重包圍之中的一座孤城。
崇禎帝聞報開封告急，下令起用孫傳庭為總督，釋放了前任尚書侯恂，命令他督率軍隊，征調左良玉援救開封。山東總兵劉澤清也奉詔救援40萬明軍集結朱仙鎮，連營40裏，虛張聲勢，打算迫使農民軍撤圍。
義軍卻毫無懼色。5月16日，李、羅聯軍全師離開開封，迎戰來援的明軍。戰前，闖王先遣人截斷了明軍水道，使之處於困境，不敢久戰；又在通往各處的要道迅速地挖開許多長溝，寬和深都達二丈，環繞百裏之長，以斷明軍退路。一切準備停當，義軍在自築的土山上設置了炮台，大炮憑高開火，轟死明軍無數。明軍全無鬥誌，隻相持了數日便無法支撐了。5月23日子夜時分，明軍相繼撤兵。由於怯戰，撤退卻漸漸變成了奔逃潰退，一派混戰。闖王則率百萬之眾傾營追擊，萬馬奔騰，其勢如海上怒濤巨浪席卷而來。
潰逃的明軍遇到義軍事先挖好的深溝，前麵的軍隊正紛紛下馬，要攀爬過溝，後麵的退兵又哄然而至，散亂擁擠以至毫無隊形可言。無數明軍滾落溝中，後來的幹脆踏著前麵的身子連滾帶爬地繼續逃。義軍追擊400裏遠，一共繳獲戰馬7000餘匹，數萬明軍不戰而降。至於那些明軍將領，簡直狼狽極了，有的親兵愛將死傷淨盡，僅得隻身逃逸；有的把劍、印、敕書全丟光了，隻保得一條性命。
朱仙鎮大捷，李、羅聯軍揚眉吐氣。本來明軍悍將左良玉所率的號稱30萬的精兵，還使義軍有些忌憚，這次一交戰卻幾乎使他們全軍覆沒。從這一戰後，左軍將士一提起闖王義軍，無不心有餘悸，再不敢與之較量了。
掃清明軍外援後，闖王回師開封，繼續圍城。
義軍用箭向城內射了一封闖王的招降書， 大意是：奉天倡義營文武大將軍李（自成）示：你們的援軍已經被本營殺得逃奔四散了。黃河現在也被本營發兵把守，你們其他的外援俱已斷絕。你們趕緊獻城投降吧，如果投降，原來的文武官員照舊錄用，不要再執迷不悟了！
然而，守城的明軍將領非但執迷不悟，還想出了一條毒計，結果害苦了開封百姓。
因為義軍把個開封城圍得鐵桶似的嚴密，斷絕了開封的所有糧食來源，到了9月，開封守軍彈盡糧絕，軍心動搖。城守官員眼看開封快要守不住了，一旦城破，崇禎帝怪責下來，不是充軍就是殺頭。於是，他們打起了黃河的主意，要借黃河之水衝沒正駐紮在黃河決口處的闖營將士。總兵高名衡派人潛出城去，約正在黃河北岸觀望的來援官軍掘開了黃河大堤。明值秋雨滂沱，連下了十來天，河水暴漲，果然於9月15日從朱家寨黃河河堤掘開的河口潰決而出。一時洪濤洶湧，翻波疊浪，脫了羈絆的黃河怒潮咆哮著直撲開封城下。
駐在城西南部的義軍急忙移師高處的山城，但駐於城東北的移營不及，被淹死的有萬人之多。
到了第二天，決口處越來越大，河水洶湧澎湃，聲如雷吼。頃刻間，開封城的北門便率先為波濤巨浪所吞噬。一眨眼的功夫，開封就變成了一座水城。這一天的深夜，開封積水深達數丈，抬眼望去，一片汪洋。洪水橫貫全城，向東南湧去。沒有被淹的隻有鍾樓、鼓樓和周王府的紫禁城。建得較高的少許房屋也僅僅露出個屋脊。
周王朱恭枵帶領內眷和文武官員五六百人，倉皇向王府城上走避。北岸的明軍劃船過來，將周王、守城官員救了出去，但對普通百姓卻棄之不管了。可憐百姓逃無可逃，大半被洪流席卷而去，滿城如一汪死湖，漂浮著許多屍體、木板和各種腐臭垃圾。在慘重的傷亡損失麵前，幸存的百姓連眼淚都沒有了，剩下的隻有絕望。
開封，數百年的繁盛之地，遭了這一場浩劫，驟然變作了鬼城。當時開封共有百萬戶人家，經這番巨變，生存下來的隻有20000人，還不到1%。對這場人為的千古浩劫，國人聞之無不切齒痛恨明軍的不擇手段。但全無心肝的崇禎帝卻大為稱賞，凡逃出去的官員都升了官，得了賞賜。
闖王李自成在城外遙見開封的慘象，十分黯然。圍城已經失去了意義，便率軍撤圍一路向西，攻無不克，戰無不勝，連續占領河南一帶40餘個州縣。河南，差不多已成為義軍的天下了。這時舉國為之震撼。