這個時候，天色黑洞洞的，北風越刮越緊，鵝毛般的大雪越下越密。從張柴村通往蔡州的路，是唐軍從來沒走過的小道。大家暗暗叫苦，但是，李愬平日治軍很嚴，誰也不敢違抗軍令。

　　半夜里，兵士們踏著厚厚的積雪，又趕了七十里，才到了蔡州城邊。正好城邊有一個養鵝、鴨的池塘，鵝鴨的叫聲，把人馬發出的響聲掩蓋過去了。

　　李祐、李忠義吩咐兵士在城墻上挖了一個個坎兒，他們帶頭踏著坎兒爬上城，兵士們也跟著爬上去。守城的淮西兵正在呼呼睡大覺，唐軍把他們殺了，只留著一個打更的，叫他照樣敲梆子打更。接著，打開城門，讓李愬大軍進城。

　　大軍到了內城，也照這個辦法順利地打進了城，內城里的淮西軍一點也沒有發覺。

　　雞叫頭遍的時候，天蒙蒙亮了，雪也止了。唐軍已經占領了吳元濟的外院，吳元濟還在里屋睡大覺呢。有個淮西兵士發現了唐軍，急忙闖進里屋報告吳元濟說：“不好了，官軍到了。”

　　吳元濟懶洋洋躺在床上不想起來，笑著說：“這一定是犯人們在鬧事，等天亮了看我來收拾他們。”

　　剛說完，又有兵士氣急敗壞地沖進來說：“城門已經被官軍打開了。”

　　吳元濟奇怪起來，說：“大概是洄曲那邊派人來找我們討寒衣的吧！”

　　吳元濟起了床，只聽見院子里一陣陣吆喝傳令聲：“常侍傳令啰……”（常侍是李愬的官銜）接著，又是成千上萬的兵士的應聲。吳元濟這才害怕起來，說：“這是什么常侍？怎么跑到這兒來傳令？”說著，帶了幾個親信兵士爬上院墻抵抗。

　　李愬對將士說：“吳元濟敢于頑抗，是因為他在洄曲還有一萬精兵，等待那邊來援救。”

　　駐洄曲的淮西將領董重質，家在蔡州。李愬派人慰撫董重質的家屬，派董重質的兒子到洄曲勸降。董重質一看大勢已去，就親自趕到蔡州向李愬投降了。

　　李愬命令將士繼續攻打院墻，砸爛了外門，占領了軍械庫。吳元濟還想憑著院墻頑抗。第二天，李愬又放火燒了院墻的南門。蔡州的百姓們受夠吳元濟的苦，都扛著柴草來幫助唐軍，唐軍兵士射到內院里的箭，密集得像刺猬毛一樣。

　　到太陽下山的時候，內院終于被攻破，吳元濟沒有辦法，只好哀求投降。

　　李愬取得了全勝，一面用囚車把吳元濟押送到長安去，一面派人向宰相裴度報告戰果。

　　裴度、李愬平定淮西、活捉吳元濟的消息傳到河北，使河北藩鎮大為震動，紛紛表示服從政府。唐代藩鎮叛亂的局面總算暫時安定了下來。