石勒大军行进了半个多月，抵达了黄河渡口大堨，此时已是冬季，寒风凌冽，黄河冰块不断的顺流而下，石勒为了渡河的事情已经焦急不已，不过很快探马便回报中军大帐的石勒，黄河上的冰块已经融化，风力变小，石勒于是下令，马上过河，当大军安全渡河之后，寒风又变得凌冽，黄河上流冰又现。石勒听了之后，大惊，于是对外声称此乃天助，于是给渡口改名为：灵昌津。①
大军渡过黄河后兵锋直抵洛阳，快抵达成皋关时石勒对参军徐光说：“如果刘曜重兵防守成皋关②，那将面临一场恶战。如果刘曜想凭借精骑列阵与洛水西岸决战，则有望毕其功于一役，如果他固守洛阳，那将必败，便可将他生擒。”徐光认同了石勒的看法。石勒大军渡过黄河的时候，刘曜才与大臣将领们商量增加荥阳的防守堵住黄马关③。之后石勒前锋就取下了成皋关，并汇合了步兵六万，骑兵两万五千，于是大军走巩县与訾县④之间的小路，很快便抵达了洛阳。刘曜此时正与大臣将领们饮酒博戏。之前凡是进谏加强防御之人全都杀掉。刘曜得知石虎已经进抵石门的消息之后，才加紧布防，刘曜前锋交战，抓到一个羯族士兵，押到宫中，刘曜审问到：“大胡亲自来了吗？一共多少兵马？”那士兵看了看刘曜答到：“大胡⑤亲自来了，兵马众多，军威雄壮。”刘曜听完脸色瞬间难看，他已经确认石勒派了大军，而且亲自来了，于是传令解除了金墉城之围，便把十万骑兵列阵，南北连营十余里于洛水西侧想拦截石勒大军，只有少量巡逻洛水。
石勒得知刘曜的部署之后便对众将说：“诸将可以祝贺孤此战大胜了。”石勒与众将商议之后，很快便作出了部署：“中山公石虎带领步兵三万人从城北向西行进，进攻刘曜中军，石堪、石聪等各带精锐骑兵八千人从城西向北行进，进攻刘曜的前锋，在西阳门展开激烈的战斗。孤亲率步骑四万从从宣阳门攻城杀向太极前殿，然后从阊阖门出城，然后一块夹击敌军。”
战局一触即发，如石勒料想的一样，唯一没有料到的是，刘曜听到汇报之后，自己想亲自迎战，于是穿好铠甲，饮下数斗酒之后骑上自己的坐骑，可是坐骑此时却无故低首蜷足不起，只好骑了另外一匹马，然后又饮了不少酒，刘曜纵马到了西阳门重整大军。是堪借机对刘曜发起猛烈进攻，刘曜军队大乱，刘曜的马也受惊，迅速往后逃奔，刘曜已经昏昏沉沉从，不知要往何处，石堪见状，忙引兵追击，刘曜一路到了石渠，马突然摔倒，将刘曜重重的砸在了冰面之上，此时刘曜已经受伤十余处，石堪最终擒获刘曜。
石勒所部与石虎所部大获全胜，一共斩首五万多级，于是传令：“孤征洛阳，是为解救石生所部，要擒获刘曜而已，如今刘曜已擒获，便让各路将领，停止追击，让那些残兵败将自行逃亡，不宜多造杀戮。”
石堪很快也将刘曜押到了石勒面前，石勒看着刘曜，并不言语。刘曜则看着石勒问到：“石王，难道已经忘了十八年前的重门之盟？”石勒，看了看，没有回答，反而对者参军徐光说：“由你来回答他。”徐光对着刘曜说到：“此乃天意，已毋需多言。”之后石勒见过刘曜幽禁于河南郡丞的官署之内，还派金疮医李永给刘曜治伤。
洛阳战事平定，石勒升司州刺史石生为卫大将军，任驻守洛阳，然后才发布班师回来襄国的事情。刘曜伤势严重，便派李永跟他同车，照应一二。并让石虎征东将军石邃亲自带兵护送刘曜。回到襄国后，石勒将刘曜安置在永丰小城，供给他妓妾，派兵严格守卫。北苑市三老孙机上书求见刘曜，石勒答应了。孙机敬酒给刘曜道：“仆谷王，关右称帝皇。当持重，保土疆。轻用兵，败洛阳。祚运穷，天所亡。开大分，持一觞。”刘曜说：“这敬酒词做得好！我当为老翁一饮为快。”石勒听说后，凄然改容道：“亡国之人，足以令老叟数落。”
注1：大堨，古津渡名。又称灵昌津。在今河南省延津县北。魏晋时为黄河南北重要津渡。
注2：黄河以南东西交通孔道和战争要塞，阳在四关之一，在今河南省荥阳市汜水镇。
注3：黄马关魏晋置关，地势险要，常为兵家所用。在今河南荥阳市西氾水镇西十五里、成皋故城西。
注4：巩县与訾县在今巩义市。
注5：大胡即石勒
