洪承疇之所以頑固地死守鄭州、開封，主要是覺得他面對的官軍兵力并不多，隻有兩萬左右，而他自己的洪兵和雜牌部隊全加起來超過五萬人。如果再加上被他脅迫守城的百姓，則有七八萬人之多。爲了能把官軍拖垮，他決定不惜豁出去死傷一半人，也要盡可能頂下去。而且官軍并沒有包圍鄭州、開封二城，都是隻從城北發起攻擊，實在頂不住了他還可以撤退。
但是，洪承疇不懂什麽叫“人民戰争”。官軍雖然兵力不多，攻打鄭州的兵力統共也就一萬二三千人，但爲官軍服務的民伕卻達到五六萬人之多。這些民伕冒着嚴寒，忍着饑餓，源源不斷地把軍需品從遙遠的京師運到前線。對于朱由檢這種以火器爲主的現代戰争打法而言，後勤供應甚至比作戰本身更重要。如果沒有火藥、沒有炮彈，大炮和鳥铳豈不成了擺設？
現在，這些民伕又毅然投入到構築工事中去，具體地說就是要在鄭州城外面，用土堆出一座高出城牆的山來。此時天寒地凍，取土可不是一件容易的事。民伕們便用火炙烤，燒化凍土層然後取土，其艱辛程度可想而知。
幸虧鄭州地處中原地區，冬季凍土層不算太厚，也就是一尺多深。烤化凍土層後，下面都是沒凍的土壤，再挖起來就省力了。若是換成遼東地區，這個法子便不成，因爲那裏的凍土層厚達五尺以上，用人力很難掘透。
取土之後，民伕們便将其裝入沙袋，奮力運往瞭望台前，一點一點地向上堆積。等堆到比城牆稍高時，便有步兵手持鳥铳上去，對城内叛軍進行射擊。
這下叛軍終于如夢初醒。如果隻是挨炮轟，他們還可以忍受，因爲官軍爲了避免誤傷百姓，基本上隻轟城牆，叛軍死得還不多。但土山上的鳥铳手可是瞄準射擊的，鳥铳的有效射程爲八十步，而土山距離城牆隻有五十步，高度還在不斷增加；鳥铳手在上面居高臨下，可以非常容易地瞄準叛軍開槍。土山剛堆了一丈多長，隻上去了十幾名鳥铳手，可是不到半頓飯的時間，已經有将近二十名叛軍命喪槍口之下！
這回洪承疇可沉不住氣了，他立即組織大量弓箭手向瞭望台和土山上射箭，企圖把官軍壓回去。然而他們不敢上城牆放箭，在高度上已經吃了大虧；此時北風勁吹，弓箭的射程又大受影響，絕大多數箭支根本射不到土山山頂就墜落了下去。
而官軍這邊則是一刻不停，土山越壘越長，兩天時間，已經在鄭州城外壘成了一條長達數十丈的土嶺。上嶺的鳥铳手已經達到五百人，叛軍可再也頂不住了，隻得放棄北城牆，躲進城中的廢墟裏去。
這時候盧象升覺得該殺進城去了，但他還是向在洛陽的朱由檢送去急奏，彙報這三天的戰況。原以爲皇帝會馬上批準發起總攻，孰料朱由檢的禦批卻是：“用炮轟擊鄭州全城，直到叛軍投降或棄城爲止。洪逆謂朕投鼠忌器，朕不得不犧牲鄭州百姓，讓其永絕此念。朝廷如有物議，朕自當之，與卿無幹。欽此！”
朱由檢做出這個決定當然是萬分痛苦的，然而理智告訴他，這又是必須的。縱觀人類戰争曆史，平民的傷亡始終遠遠大于軍人，這是無法改變的客觀規律。做爲參戰一方，首先要做到的是保全自己，然後才能去考慮減少平民的傷亡；如果不能兼顧，就必須做出理智冷靜的決斷。否則，自己承受了重大傷亡，連能不能打勝都不知道了，哪還有能力去保護百姓？
盧象升隻得奉旨行事。第二天，官軍所有的大炮全部調整角度，不再轟擊城牆，而是對城内進行縱深打擊。當然，盧象升還是希望能盡可能地減少誤擊，他讓瞭望台上的士兵主要選擇叛軍的駐軍之地，比如知縣衙門、軍營等處。
但是洪承疇也很狡猾，大部分叛軍早就散居于全城各地，很難與平民分清楚。到最後盧象升也沒辦法了，隻得含淚讓炮手專揀人多、建築密集的地方開炮，隻留着東、南兩座城門不轟。這時候他是多盼着洪承疇趕緊棄城逃跑，好讓百姓少受些罪！
幸好洪承疇也不是鋼鐵戰士。在官軍終于對全城發動大規模炮擊之後，洪承疇的神經終于崩潰了。尤其是他行轅所在的知縣衙門，在第一輪炮擊中，就被元戎炮和逍遙炮重點照顧，無一房屋幸存，全被轟成了碎磚爛瓦。若不是他命大，早就找閻王爺報到去了。
洪承疇自從出任延綏巡撫以來，一路靠戰功升遷，打過的仗不計其數，然而官軍這種戰法他是聞所未聞、見所未見；他到現在才明白，自己的各種“謀略”，在怒吼的大炮面前，全都脆弱得不堪一擊！到現在他不禁有些後悔，後悔不該“站錯隊”，不該輕視年輕的皇帝…然而，現在後悔已經晚了！
最後還是洪承疇的愛将高傑把他從瓦礫堆中搶了出來，聲淚俱下地懇求道：“太師，鄭州不能再守了，還是趕緊撤退吧！”
洪承疇明白，在官軍的無差别炮擊下，高傑的标營也同樣大量死傷，這是他這個流賊出身、視軍隊如私物的悍将絕對不能接受的。如果沒有高傑、劉良佐、李成棟這幾員将領，他洪承疇就是孤家寡人，連李自成等流賊也不如。所以他隻好咬牙道：“現在也隻好如此！不過，爲了掩護主力撤退，其他衛所調過來的官軍，以及新征入伍的，要在城中堅守到最後一刻！”
在洪承疇與高傑率領主力撤退兩天之後，被他們抛棄的叛軍終于徹底繳械投降。開封與鄭州大同小異，也在同一天被官軍收複。此戰官軍幾乎無人傷亡，而叛軍傷亡數千、被俘近萬，兩城百姓凍餓而死與傷亡者合計亦近萬！
因此，當看到伏在廢墟上哀哀哭泣，并用驚恐的眼光看着自己的鄭州百姓時，盧象升終于忍不住熱淚滾滾而下，撲通一聲跪倒在他們身前，放聲痛哭道：“鄉親們，你們受苦了！”