西面的五十名重甲步兵從一處缺口沖了進去，一間屋子頓時箭矢如雨般向他們射來，箭矢叮叮當當射在重甲上，卻射不透鎧甲，重甲步兵斬碎房門沖了進去，房間內頓時一片慘叫，與此同時，東面的重甲步兵和正門的重甲步兵都沖了進去。
在重甲步兵的背后是數千名唐軍士兵，他們就像打陣地戰，一段段的地盤控制，把燕軍放在各個房間里的各種易燃物品迅速拿走。
唐軍的進攻逼得縣衙內的燕軍不斷后撤，不到一刻鐘，唐軍便占領了縣衙部分，燕軍則集中在后宅部分。
這時，一名士兵奔來稟報，“啟稟節度使，葉將軍說，所有房間里的易燃引火物品全部清除。”
李鄴點點頭，當即下令道“火攻后宅”
數千支火箭騰空而起，射進了縣衙后宅，后宅開始燃燒起來，與此同時，數千唐軍士兵開始迅速搬運容易燃燒的草料和糧食。
后宅的火勢越燒越大，唐軍齊聲大喊“投降不殺投降不殺”
很多燕軍士兵不再理睬首領的喝止，哭喊著奔跑出來投降。
但段白虎依舊率領三百多名士兵不肯投降，他們將一支支火把扔過高墻，想點燃縣衙內的草料，那是最容易點燃的物資，只要幾萬擔草料被點燃，那么整個縣衙都完了。
可惜他們時機沒有掌握好，靠近高墻附近的糧草物資都被搬空，丟過來的火把也立刻被唐軍士兵用水潑滅。
當后宅的主堂轟然坍塌時，一群渾身是火的士兵哭喊著跑了出來，但他們同樣失去了投降的機會，唐軍士兵亂箭齊發，將逃出來的一百多人全部射殺。
先逃出來的燕軍士兵，唐軍給他們投降的機會，可若死戰到最后才投降，那就不會有任何生還的機會了。
段白虎帶領十幾將領終于撞開了連接后宅和縣衙的小門，后宅這邊已是一片火海，烈火肆虐，濃煙滾滾，但一墻之隔的縣衙卻一片平靜，沒有任何火勢，這其實也是唐朝房屋的特點，在房屋的邊緣會有一堵隔火墻，一家失火，可以防止殃及鄰居，
當然，只有大戶人家才會有隔火墻，貧民區是沒有的，一家著火會燒掉一大片，長安的火災一直是地方官最頭痛的災禍。
南陽縣衙中間分割居住區和政務區的高墻就是隔火墻，修建得很高，后宅失火，殃及不了縣衙。
段白虎帶領十幾將領剛沖回縣衙，迎接他們的卻是五十名重甲步兵，重甲步兵們一擁而上，將段白虎和十幾名手下包圍起來，一陣刀光閃爍，將段白虎和手下斬為數十段，徹底殲滅了這支硬抗到底的敵軍。
隨著南陽縣衙的戰斗結束，南陽城的戰斗也全部結束了，一萬五千敵軍被斬殺五千六百余人，投降九千余人，唐軍也傷亡一千余人。
但沒有找到主將田承嗣，最后一名投降士兵報告，在巷戰開始之初，田承嗣便帶著一百多名手下騎馬從北門逃走，向魯陽關方向逃去，說明田承嗣從一開始就心知肚明，他們守不住南陽城。
奪取南陽，唐軍繳獲了大量糧草物資，光糧食就有二十余萬石，還有大量兵器、盔甲、戰鼓、旗幟等等物資，足以裝備三萬人。
李鄴隨即兵分兩路，命令李抱真率領五千士兵北上魯陽關，重新奪回魯陽關。
又命令裴琇率一萬軍隊趕往唐州，務必奪回唐州，唐州比陽縣有燕軍五千人駐扎，但問題不大，這支守軍的糧草是由南陽供應，只要他們知道田承嗣已經兵敗，他們肯定就會放棄唐州東撤。
這時，李鄴接到了消息，新登基的天子李亨派特使前來，目前已到襄陽。