函谷关前的守军本就被曹军连日的攻势搞得疲惫不堪，此刻看到后方火把亮起，得知后方被破，顿时士气大跌，人心惶惶。他们知道，腹背受敌之下，函谷关必破，心中的抵抗意志瞬间瓦解，纷纷丢弃兵器，四处逃窜。
城墙上的箭雨越来越稀疏，曹军士兵趁机架设云梯，源源不断地登上城墙。夏侯惇手持大刀，率先登上城墙，斩杀了几名负隅顽抗的守军，大声喊道：“董贼守军已溃，降者免死！”
守军们听到这话，更是无人再敢抵抗，纷纷跪地投降。就在这时，关前守军的内侧突然传来一阵厮杀声，程昱率领着事先潜伏在关前附近的两千精兵，从守军后方杀出。程昱本是曹操麾下的谋士，此次主动请缨，率领精兵潜伏，就是为了等待曹操攻城时里应外合。
程昱虽为谋士，却也颇有胆识，手持一柄长剑，亲自指挥战斗。他麾下的两千精兵皆是精锐，战斗力强悍，瞬间便撕开了守军的防线，与攻城的曹军大军汇合。里应外合之下，董卓军的守军更是溃不成军，纷纷被斩杀或俘虏。
张辽得知曹操大军已经攻城，当即率领部队从后方杀向关前，与曹操大军汇合。两军将士士气高涨，一路高歌猛进，迅速控制了函谷关的各个区域。夏侯渊率领轻骑营追杀逃窜的守军，许褚则率领典韦旧部，负责清点俘虏和战利品。
混乱之中，被捆绑的李蒙试图逃跑，却被张辽一眼识破。张辽催马追上，月牙戟直指李蒙的后背，厉声喝道：“贼将，还想跑？”
李蒙吓得浑身发抖，连忙跪地求饶：“张将军饶命！某知道错了，求将军放某一条生路，某愿为将军效犬马之劳！”
张辽眼中闪过一丝厌恶，冷哼道：“尔等助纣为虐，残害百姓，本就该死！今日落到这般田地，乃是咎由自取！”说罢，月牙戟一挥，李蒙的头颅便滚落在地，鲜血喷溅而出。
随着李蒙被杀，残余的守军彻底失去了抵抗的勇气，纷纷放下兵器投降。不到一个时辰，函谷关便被曹军彻底攻破。
天蒙蒙亮时，函谷关内外终于恢复了平静。曹操率领众将登上城门楼，俯瞰着下方的战场，脸上露出了满意的笑容。只见关隘内外，到处都是董卓军的尸体和丢弃的兵器，曹军士兵们正在有条不紊地清点俘虏和战利品。
“主公，经清点，此次共斩杀董卓军守军三千余