四月十五日，黄巾军抵达洛阳城下。袁绍写信给张角，进行威逼利诱，劝他献城投降，被张角严辞回绝。张角向其弟张宝血书告急，请发援兵，但张宝、张牛角等人置之不理，张角坚守扬州，孤军奋战至二十五日，差点城陷被俘。张燕知道张角颇有号召力，再次劝降说：你如果投降给我，我定让你得高官厚禄：张角断然答道：我头可断！但是绝对不投降。张燕又说：你没看到其他人都投降了，可以得富贵吗？张角轻蔑地说：我跟他们可不一样！我意已决，城亡我亡！张燕还不死心，将张角关押了好几天，不断派人加以劝降，张角终不动心，张燕知其志不可夺，决定杀掉张角。张角对张燕说；这里既然是你的领地，就应待以宽大，死守者只我张角一人，千万不要杀害这里的百姓。
洛阳一战，是张燕入关以来损失最为惨重的一战，损兵折将近万人。为扬威解恨，张燕竟残忍地下令屠杀全城，半个月后停止。在这场惨绝人寰的大屠杀中，有八十万军民断送了性命，昔日繁华的商业都会，变成了人间地狱。黄巾军渡过长江，消息传到丁原那边，汉室政权乱成一团，皇帝打算放弃洛阳，改以长安为首都，十常侍则拥太后向东逃到北海。汉室政权可谓树倒猢狲散，洛阳城近上万军队没做任何抵抗，或逃或降。张燕大军未受皇帝准许便进入洛阳。张燕进入南京之后，为了减少百姓的敌对行为，发布全国通告，斥责汉室，沉湎酒色，以致文臣弄权，武将要君。宣称要统一全国城池，乃是奉天伐罪，出民水火。并规定大军所到之处，刹武不剃文，剌兵不剃民，以避免伤害民族感情。同时，张燕又在扬州为张角立祠，以此博得百姓的好感。张燕的这些举措，对于黄巾军夺取城池并稳固统治起了重要作用。
因为当时北方地区黄巾军和百姓对立很严重，不少地方爆发了自发的反黄巾斗争。虽然终被张燕镇压了下去，军损失了七万五千多人被杀。足见当时百姓对立之严重。所以说张燕入洛阳时采取的安抚政策是相当英明的。张燕镇守洛阳，然后派张牛角等追击到长安一带，派张牛角进攻长安。皇帝虽逃至长安，但毕竟这和洛阳相比算是弹丸之地了，很快黄巾军军追到，许多将军都得功战死，其部将总兵也向黄巾军投降，之后张燕被解往长安，被斩于城门之外。六月初，皇帝重新迁都回到洛阳，因为毕竟长安这种地方对他们来说还是太狭小了。至此，汉室的政权再次重新正统回归。