攻击在罗马城的四门同时展开，数以万计的汉军士兵在弓弩的掩护下，冒死冲向城头，犹以南门的攻击最为猛烈，汉军所有的云梯、冲车都集中到了南门，甚至动用了骑兵，利用骑射攻击着城头。马蹄声、战鼓声掩盖了城外开挖地道的声音，这更让卡拉卡拉确信，汉军的主攻方向就是南门，其他三门只是佯攻而已。
卡拉卡拉迫不及待地将秦军主力都调集到了南门。虽然汉军在昨天的战斗中多次变换主攻与佯攻，但是罗马城高墙坚，卡拉卡拉并不担心任何一处城墙会在短时间内陷落，他完全有时间重新调整部署，就像昨天一样。不过，卡拉卡拉还是将重兵集结到南门，就是为了防备汉人开挖的地道。
调往南门的大部分士兵都被集中在壕沟两侧，手持巨斧、阔剑紧张地注视着面前的壕沟，生怕汉军士兵会冷不丁地从地道里跳出来。
大半个时辰过去了，城外忽然传来一阵奇怪的号角声，刚才还在猛烈冲击着罗马南门的汉军士兵如潮水般下去，甚至连那些攻城用的云梯和冲车都弃之不要了。
卡拉卡拉站在城头上，看着汉军撤退，满腹狐疑。如果汉军是转换主攻方向，只会降低攻击的烈度，却不应该撤军，而且退得这样彻底，步兵一直退到了骑兵的后面。
秦军没有千里镜这样的宝贝，即使有，战马奔驰所扬起的尘土也完全遮断了视线。不过，卡拉卡拉虽然看不清汉军的动向，却不妨碍他进行推理。联想到昨天的发现，卡拉卡拉断定，汉军的地道已经接近完成，撤下去的攻城部队正准备进入地道，偷袭罗马，而这些骑兵来回奔驰，是为了继续掩盖挖掘地道的声音。
卡拉卡拉当即下令：“放水！”
原来，经过一夜，卡拉卡拉又想出了一个对付地道的绝佳办法，那就是在壕沟中灌满水。只要汉军将地道挖通，水便会涌进去，将里面的汉军士兵全部淹死。虽然在壕沟的周围并没有一个像样的水塘，也没有小河可以引水，但是卡拉卡拉自有解决之道。
罗马城是当时世界上最大的城市之一，城中除了二十万军队，还有一百多万人口。卡拉卡拉将十多万青壮男子集中到了壕沟两边，每个人都预备了两只盛满水的水桶，就等他一声令下，便将水灌进壕沟。之所以没有提前将壕沟中灌满水，是因为卡拉卡拉担心被汉军发现，而失去这个重创汉军的大好机会。
就在这时，城外纵横驰骋的汉军骑兵也开始向后退去，马蹄声越来越小，趴地城墙下面的细作却也没有听到汉军开挖地道的声音，这令卡拉卡拉百思不得其解，莫非汉军还在等待时机？
突然，卡拉卡拉听到一阵巨响，紧接着整个大地都仿佛颤动起来。卡拉卡拉还没有明白过来发生了什么事，就觉得脚下一松，坚固的罗马城墙瞬间坍塌，站在城头上的卡拉卡拉也随着一大堆乱石倒了下去，再也没能站起来。
原来，刘欣根本没打算将地道挖进罗马城，而只是挖到了罗马城的南城墙下，然后动用了一件秘密武器——火药。
研究院其实早就生产出了火药，而且进行了改良。但是一直以来，火药的作用只是局限于制作烟花、爆竹。刘欣也想过生产火炮和火枪，但由于冶炼水平的限制，生产出的枪炮很容易发生炸膛事故，根本不堪使用。不过，这次远征大秦，刘欣还是在军中携带了大批火药。
这一次，因为罗马城太过坚固，甚至连投石机都难以撼动，刘欣这才突发奇想，想试一试用火药能不能炸开城墙。当地道挖到罗马南城墙下的时候，火药也被埋了进去。由于没有导火索，为了点燃这些火药，一些士兵自告奋勇充当了敢死队员。随着一声巨响，这些士兵即使没有被当场炸死，也全部被埋在了坍塌的地道里，毫无生还的可能。
正是有了这些士兵的牺牲，换来了整个罗马南城墙的倒塌，不仅城头上的守军士兵随着城墙的倒塌而死伤惨重，就连守在壕沟边的秦军士兵和那些往壕沟中灌水的青壮男子也在瞬间被活埋到了废墟下面，逃脱者寥寥无几。
已经退后的汉军骑兵齐声呐喊，冒着城墙倒塌腾起的尘烟，冲进了罗马城内，罗马城破了！
但是，随后的战斗并不轻松。因为城墙坍塌而丧生的秦军士兵有五万多人，再加上死在投石机攻击之下的秦军士兵，已经有八万秦军士兵阵亡，但是剩下的十多万大秦士兵仍然负隅顽抗，不肯投降，与汉军展开了激烈而残酷的巷战。整个战斗一直持续到傍晚，才渐渐平息，罗马城中到处都是双方将士的尸体，空气中弥漫着令人作呕的血腥气味。
汉军在付出两万多人的伤亡以后，终于完全控制了罗马城。残余的大秦军队也不再抵抗，而是丢盔弃甲，躲入百姓家中。汉军军纪严明，是绝对不允许侵犯普通百姓的。但是，这番攻打罗马城的战役，是汉军有史以来损失最为惨重的一次，除了前去教训帕提亚的第六军团外，其他三个正规军团伤亡均超过了三成。杀红了眼的汉军士兵开始在罗马城中挨家挨户搜捕青壮男子，只要发现疑似军人者立即处死，不少无辜百姓也惨遭杀戮。
刘欣还保持着清醒的头脑，立刻下令整肃军纪，饶是如此，罗马城中也已经有近十万人被愤怒的汉军士兵杀死。这些士兵本来是要收到军法惩处的，但是刘欣考虑到他们的心情，而且他们杀的毕竟是大秦人，也算是替无辜死去的那些商人报仇了，便赦免了他们。
不过，对于罗马城中的大秦高官和贵族，刘欣就没有这么好心了，他们的财产将会被全部没收，以弥补汉军在这次攻城战中的损失。同时，刘欣又派出使者前往各个行省，要求他们宣布独立。