东南方向的一段城墙完全炸塌，然后停止攻击。
镇南军副将张舟随即指挥陆军部队发起攻击，排起阵型向城墙推进，没想到吴哥军准备了一些抛石机，向唐军发射过来一些石头，造成一些唐军的伤亡。唐军的战船重新开始炮击，但是抬高了炮口，重点往城内炮击。
张舟命令部队加快进攻速度，唐军蜂拥冲向城墙坍塌处，那里已经补充上来一批吴哥军，双方在缺口处激烈交战。经过一段时间对战，唐军展现出强大的战力，在唐军的火力打击下，缺口处的吴哥军损失惨重，被迫向城内撤退。
唐军从缺口处持续往城内攻，有的吴哥军还依托城内的建筑，继续抵抗唐军，给唐军带来一些困扰，唐军只能逐个区域进行清理，缓慢向城内推进。
随着进入城内的唐军越来越多，大量的吴哥军被消灭，吴哥军的抵抗意志逐渐崩溃，开始放弃抵抗纷纷投降。唐军攻入城内约三个时辰后，西贡城主将率领守军全部投降，唐军终于占领西贡城。
在唐军进攻西贡城时，罗夷关和城北方向先后有两支吴哥军过来增援，被阻援的襄人部队挡在外围，始终无法支援城内的吴哥军。
唐军占领西贡城后，经过短暂的休整，唐军开始掉头进攻罗夷关，罗夷关的吴哥军被唐军从后方进攻，彻底失去了险关的优势，只能依托一些民房和树木进行阻击。在唐军优势的火力打击下，守军逐渐溃散，放弃关口向北逃往吴哥腹地。
唐军并不追赶，而是掉头向南，开始对头顿城展开进攻。头顿城位于海边的突出部，在陆军部队封锁头顿的陆上通路后，海军炮火开始进攻。
经过几轮炮火的打击后，头顿守军支撑不住，陆上逃跑的通路又被封死，只能打起白旗投降。仅仅两三天的功夫，唐军就先后南下吴哥国三个要地，彻底撕破了吴哥军的防御体系。
镇南军在西贡城休整了几天，拿出吴哥府库的财物犒赏唐军，而后又补充了一些军粮物资。王之孝考虑到西贡城地理位置优越，是一个重要的城市，决定在此地留下一个骆瓯团，与吴哥的降臣组成一个临时政府，在当地进行管理。
镇南军继续南下，沿途的几个小城望风而降，一直打到湄公河出海口附近的芹苴城。由于整个吴哥王国基本上是沿着湄公河建立，非常重视芹苴城的防守，在这里派了三万人防守。芹苴城位于湄公河西岸，非常方便唐朝水军的炮火发挥，经过两天的水陆夹攻，芹苴城也最终陷落。
芹苴城丢失以后，吴