領認為雖然傳言汴州空虛，但不知情報是真是假，因而主張穩妥用兵，先向東進攻，再尋機而動。康延壽則極力主張迅速發兵汴州，李嗣源也主張晝夜奔襲，趁段凝未知內情時先奪下汴州。李存勖素有冒險的作戰特性，現在又有真實可靠的情報和有利的局勢做基礎，當即下令命精騎兵出發直奔汴州。唐軍士氣高昂，初四傍晚時分，李嗣源便奉命率軍快速出擊，趁夜急進。第二天，李存勖立即率部緊隨跟進。在初七這天，唐軍騎兵圍攻曹州（今山東定陶西），梁軍守將毫無防備，只得投降。兵不血刃佔領曹州之後，唐軍馬不停蹄繼續向西費馳急進，直逼汴州。
朱友貞得到王彥章被俘的訊息後，驚慌不已，急忙召叢集臣商討對策，眾人無計可施，無奈只好派張漢倫火速北上召段凝救援首都，然後又命開封尹王瓚徵發百姓一同守城。張漢倫到達滑州時被段凝決放的黃河水擋住了去路，而此時的段凝也是已有異心，覺察了李存勖的奇襲意圖後，便觀望不前。朱友貞日夜痛哭流涕，不知如何是好，召來老臣敬翔詢問退敵之策，敬翔數落一番他用人過失後，說縱使張良之輩再生也無法挽回敗局了，抱定殉國的決心別他而去。
初八，朱友貞得到唐軍已逼近汴州的確切訊息後，絕望至極，最後自殺身亡。初九早晨，李嗣源的騎兵到達汴州城下，猛攻北門即封丘門，王瓚不得已開門獻城投降。同一天，李存勖也率兵趕到，從西門領兵進城。後梁文武百官列隊迎接，李存勖安撫眾臣，大部分官復原職，但將李振和敬翔等人全族誅殺。段凝在十二日得知汴州局勢危急後，率並回援，部隊行到封丘（今河南封丘）時，傳來首都失陷的訊息，便率部投降了唐軍。後來段凝又重金賄賂李存勖的皇后劉氏，不但未被治罪，反而得到高官厚祿。
朱溫所建的後梁至此被後唐滅掉，前後共十七年的時間，其間與後唐的戰爭斷斷續續，最後終於敗在後唐之手。李存勖奇襲汴州的計劃，從初定到全部實施，前後僅一個多月的時間，這是中國古代戰爭史上長途奔襲速戰速決的著名戰例。唐軍取勝有兩個重要的原因，一是準確無誤的情報及據此制定的正確作戰計劃。二是李存勖的堅定決心與果斷性格，在眾將觀點分歧的情況下，能夠排除不利意見，專心致力於既定計劃的實施。此外，他充分地發揮了唐軍騎兵善於快速機動擅長遠途奔襲的特點，中途不分散兵力固守一地，更不過多逗留，晝夜兼程抓住戰機，一舉而獲成功。
梁唐雙方對峙二十年，終以唐勝梁敗而告終，從戰略角度進行分析，可以看出後唐方面的各種優勢。李存勖在父親死後整頓軍紀收攬民心，鞏固後方，從而提高了國力，奠定了堅實的物質基礎。李存勖還善於重用將領，如周德威、李嗣昭、李嗣源、李存審等人，都是勇猛善戰的大將，他都委以重任，特別是李嗣源，總是派他做先鋒，屢建奇功。對文臣也是如此，重用忠誠而又有謀略的張承業便是一例，張承業不但保證了軍隊後援，還曾協助李存勖除掉了李克寧，鞏固了他的地位。相比之下，朱溫父子卻遜色得多，朱溫隨意兼併河北諸鎮，濫殺無辜，導致合兵地區歸附唐軍一方，弱己強敵。他的兒子朱友貞真像他說的像豬狗一樣無能，雖然有一點才能，但不懂用兵之道，更沒有大才大略，危難之際不善用人用將，終於將自己和後梁一起推向了滅亡。
具體到戰略戰術，李存勖更勝朱友貞一籌。李存勖拉攏河北諸鎮，利用他們與朱溫的矛盾，終於奪取了河北地區，這是戰略決策有方。在戰術方面李存勖基本上採用集中用兵力爭全勝的方式，北上消滅劉守光解除後顧之憂，調集重兵趁魏州兵變之機奪取魏州，佔有河北之地。最後，李存勖善於揚長避短，充分利用騎兵野戰優勢，避免攻城消耗戰，總是誘敵出戰而予以殲滅。用騎兵直搗汴州更是最大限度發揮了騎兵奔襲的優勢，一舉成功