激战到五月二十四日下午，日军第十二军的进攻部队从洛阳城的西门及西北城角突入到了市区之中，随后，洛阳东面的车站及其他方向也相继失守，日军第十二军的进攻部队也开始分别从洛阳城的南门、东北角和北门突入到了城区内。
在日军第十二军的进攻部队炸毁了洛阳城的外壕和城墙之后，配合进攻的日军坦克部队也冲进了洛阳城内，洛阳城内到处都是日军第十二军的进攻部队和华夏军队在进行着激烈的巷战。
天黑之后，华夏军队的也是组织起了夜袭，华夏部队的官兵们凭借着机枪，手榴弹不断的对在洛阳城中的日军第十二军进攻部队发起反击，日军第十二军的进攻部队在付出了大量的伤亡后，终于是勉强的抵挡住了华夏部队的夜袭。
双方激战到五月二十五日凌晨，日军第十二军司令官内山英太郎中将增派日军第一百一十师团增援洛阳城的攻击作战，日军第十二军的进攻部队随后凭借着强大的火力，开始在洛阳城内对华夏军队展开全面的扫荡作战。
面对日军第十二军进攻部队的猛烈攻击，华夏军队在洛阳城内的防御阵地也是被破坏殆尽，加上各部之间的通信完全的断绝，残余的华夏守军只能从洛阳城城墙的东面撤出。
五月二十五日早上的八时三十分，随着华夏军队从洛阳城内的撤退，日军第十二军的进攻部队也是完全的占领了洛阳。
洛阳被日军第十二军的进攻部队占领之后，由于华夏军队的主力部队也已经先后的转入到了豫西的山地中，于是，华夏政府第一战区司令部便再次的重新调整了华夏军队部署。
首先，华夏政府第一战区司令部命令华夏政府第三十六集团军政府在夫子庙和两郁口之间进行布防，防御日军进攻部队从北面的攻击，并确保新安和宜阳之间的公路畅通，要求华夏政府第三十六集团在防御区域内尽力支撑，实在到了万不得已的时候，可以向黄家窑、红土岭一线转移。
命令华夏政府第四集团军的第九十六军，迅速在马廉沟、牛心寨、坡头娄沟之间，面对北面修筑防御工事进行布防，并与新编第六师配合。
命令华夏政府第三十九集团军新编第六师派出部队在藕池附近进行防御，新编第六师的主力部队则在白阜镇、孝村之间，修筑防御阵地进行防守。
命令华夏政府新编第八军军长胡伯翰率领暂编第二十九师到藕池以南的地区整顿。
同时，华夏政府第一战区司令部为了确保新安、渑池、韩城、洛宁、旧县一线的安全，也是命令华夏政府第三十八军马上开赴韩城，修筑防御阵地，抵挡日军进攻部队的攻击。
命令华夏政府第十三军在沙坡头以南，协助华夏政府第一百零六师防御在白杨镇的日军进攻部队。