三月十七日，大顺军进高碑店、西直门抵北京城下，李自成设座彰仪门外，香炉缭绕，已铺上了黄毯，摆上了龙椅，晋王、代王左右席地坐，太监杜勋在侧侍候，大顺军以大炮轰彰义门、西直门后，李自成派出太监杜勋为使与崇祯议和，太监杜勋呼城上官军，说自己愿入城见崇祯皇帝。
城上官军请东厂提督太监曹化淳来，曹化淳问道：“杜公欲入城，当缒下一人为质，请即缒城上来。”
杜勋朗声道：“我是杜勋，怕甚么祸祟，何必用质？”降贼杜勋有如此威势，曹化淳被惊呆了，于是命人把杜勋缒上，并跟杜勋密语了好多时，无非是曹化淳想投降李自成，之后杜勋大着胆子入了皇宫。
文华殿，崇祯皇帝和大臣们正相对无言茫然无计，杜勋大步流星进入大殿，大臣们请皇上拘拿杜勋，杜勋笑道：“有秦、晋二王为质，我若不返，二王亦必不免了。”
崇祯皇帝和众大臣无奈之极，杜勋言李自成开出的条件：“议割西北一带分因而王并稿军银百万退守河南，愿为朝廷内遏群寇尤能以招兵助制辽藩但不奉诏与觐耳”，崇祯皇帝听了颇为意动。
但崇祯皇帝觉得这样的城下之盟，实在有伤皇帝的尊严犹豫不决，于是转而询问身边的首辅魏藻德：“此议何如？今事已急可一言决之。”
魏藻德根本不敢承担这个性命攸关的责任，因为魏藻德怕崇祯皇帝事后拿他当替罪羊，就在那里沉默不语。崇祯再问：道：“此议何如？”
魏藻德仍然不回答，崇祯皇帝气得发抖回头怒斥杜勋，只是叱令杜勋退去，并没有不杀他，杜勋出得大殿，对殿外的管事太监王则尧、褚宪章道：“我辈富贵自在，何必担忧？”，宫中太监更起异心，杜勋离开皇宫缒城自去，崇祯之所以不杀这个昔日的亲信，是有两位宗室亲王被李自成挟持为人质。
既然放弃了跟李自成议和，崇祯皇帝下旨：外则由襄城伯李国桢主持，内则由提督太监王承恩负责，总督蓟辽王永吉节制各镇，俱听便宜行事，并发白银二十万两犒劳守城军民，崇祯皇帝相信只要坚守到吴三桂大军入关，京城就会转危为安了。
崇祯皇帝视财如命，生死关头拿出二十万两犒劳守城军民，可经过内监到襄城伯李国桢手里，只有十五万两银子了，李国祯自己由留下了五万两银子，轮到曹化淳发钱的时候，一意献城的曹化淳，曹化淳又托词乏饷，所有守陴兵民，每人只给百钱，还要自己造饭，大众买饭为餐，没一个不怨苦连天，哪个还肯尽力，守城民壮只得只带干粮，军心民心已经不可收拾。
崇祯皇帝回到养心殿，没过多久王承恩进来报告，依城设防的京营“三大营”，五万官兵基本上未作抵抗便投降李自成了，火车、巨炮、蒺藜、鹿角等军资尽落入大顺军之手，崇祯皇帝气得用手锤着龙椅，想严惩襄城伯李国桢，可李国祯早就请求调“三大营”全部进城，是自己没有答应李国祯，把大部分京营官兵留在城外，希望再现十六年前的京师保卫战。
崇祯皇帝强压下心中的怒火，想王承恩问及城上的防御情况，王承恩告诉崇祯皇帝，登陴守御的兵卒仅五六万，还有十万京城民壮和三千“忠顺营”，外加数千武装太监，崇祯皇帝想了想，由王承恩全权负责京城防御，多派内监上城监督官军民军守城。
王承恩离开去传达旨意，崇祯皇帝越想越觉得京城难以守住，早知道是这个情况，昨天嬍娖离开的时候，就应该让嬍娖把几个弟弟带到江南，崇祯皇帝想到这里，必须让太子安全离开京城，于是召见驸马都尉巩永固觐见，命驸马都尉巩永率家丁护送太子南行。
驸马都尉巩永叩头答道：“亲臣不藏甲，臣安敢有家丁？”君臣二人相对无言，唯流泪而已。
王承恩亲自登城督战，曹化淳一意献城，令守卒用空炮向外，尚挥手令贼退远，虚发硝烟然后发炮，只有王承恩所守数堵墙，尚用铅弹实炮射击，击死大顺军数千人，大顺军攻势稍缓，而兵部尚书张缙彦、都御使李邦华等，几次欲登城巡视，都被曹化淳阻住，转驰至皇宫前，意欲见圣面奏情形，又为内待王则尧、褚宪章等所阻，这时宫内外俱是叛阉，崇祯皇帝还蒙在鼓里。
十八日，崇祯帝再一次下了“罪己诏”，宣布只追究李自成一人之罪，其余的人都可获赦；这时猛的想起了锦衣卫指挥使安建清，安建清说起来也算是田承嗣的老丈人，正是这个原因自己不待见他，这次他出面变卖田府家产，看来他跟田承嗣走得很紧，而且安建清这个有忠心贪恋官爵，许他一个虚名高官职位，让他把太子送到江南去是一个不错的选择。
崇祯皇帝召王承恩入问，王承恩入内道：“曹化淳已开彰义门迎贼入都了。”
崇祯皇帝大惊，急命王承恩迅召阁臣，王承恩刚刚离开，又有一内监入报道：“内城已陷，皇上宜速行！”
崇祯皇帝惊问道：“营兵何在？李国桢何往？”
内监答道：“营兵已散，李国桢不知去向。”内监说完话，已三脚两步跑了出去。
待王承恩转来，亦报称阁臣散值，一时之间无法召集，这时夜色已阑，崇祯皇帝与王承恩步行登上煤山，望见烽火烛天，不由得不禁叹息道：“苦我百姓！”
二人返回乾清宫，还是没有一个大臣赶来，问内侍吴三桂还没有到山海关，而锦衣卫指挥使安建清几天前就不知所踪，崇祯皇帝于是亲持硃笔写着：“成国公朱纯臣，提督内外诸军事，夹辅东宫。”写毕即命内侍赉送内阁。其实内阁中已无一人，内侍只将硃谕置诸案上匆匆自去。
崇祯皇帝又召周皇后、袁贵妃，及太子永王、定王入宫，崇祯皇帝生有七子，长名慈瓖，已立为皇太子，次名慈焕，早殇，三名慈炯，封定王，这三子俱系周后所出；第四子名慈炤，封永王，五名慈焕，早殇，俱系田贵妃所出，还有第六第七两子，亦产自田妃，甫生即逝，此时尚存三子，崇祯皇帝嘱咐三子数语，即命内侍分送三人，往外戚周奎家躲藏。
周皇后、袁贵妃亦至，崇祯皇帝泣语周皇后道：“尔为国母，理应殉国。”
周皇后乃顿首道：“妾侍陛下十有八年，未蒙陛下听妾一言，致有今日，今陛下命妾死，妾何敢不死？”语毕乃起，解带自缢。
崇祯皇帝又命袁贵妃道：“你也可随后去罢！”贵妃亦叩头泣别，自去寻死。崇祯皇帝又召昭仁公主来，公主年甫六岁，见了不胜悲恸，流泪说道：“你何故降生我家？”言已用左手掩面，右手拔刀出鞘，砍在昭仁公主颈项上，公主晕绝地上，崇祯皇帝再补了一剑；袁贵妃自缢复苏，又由崇祯皇帝刃伤左肩，并砍死妃嫔数人。御驾亲征的想法彻底落空，
崇祯皇帝手持三眼枪，偕王承恩等十数人出中南门，往成国公朱纯臣第，守门者闭门不纳，崇祯皇帝长叹数声，转至安定门此地守军已经星散，大门深锁，太监以利斧亦无法劈开，崇祯皇帝仰视天色熹微，亟回御前殿，鸣钟召百官，并没有一人到来，乃返入南宫，记起懿安皇后，尚居慈庆宫，遂谕内侍道：“你去请张娘娘自裁，勿坏我皇祖爷体面。”内侍领旨去讫，未几返报，张娘娘已归天了。
崇祯皇帝携王承恩重上煤山，说道：“诸臣误朕也，国君死社稷，二百七十七年之天下，一旦弃之，皆为奸臣所误，以至于此。”
在蓝色袍服上大书：“朕自登基十七年，逆贼直逼京师，虽朕薄德匪躬。上干天怒，致逆贼直逼京师，然皆诸臣误朕也。朕死，无面目见祖宗于地下，自去冠冕以发覆面。任贼分裂朕尸，勿伤百姓一人。”然后由王承恩帮助，在一颗歪脖树上自缢身亡，死时光着左脚，右脚穿着一只红鞋，太监王承恩陪着崇祯皇帝上吊死边上。
三月十九日清晨，兵部尚书张缙彦主动打开正阳门，大顺军刘宗敏部进占内城，中午李自成毡笠缥衣乘乌骏马，在群臣的前护后拥下，由太监王德化引导，从德胜门进城，经至承天门下，李自成弯弓指着“奉天承运”的门匾，对牛金星、宋献策两人道：“我若射中天字，必得一统。”
当下挽弓搭箭，一箭向“奉天承运”门匾射去，偏在天字下面插住，李自成不禁愕然。牛金星忙道：“中天字下，当中分天下。”
李自成大喜，乃投弓而入，登皇极殿，太子朱慈烺跪迎于门左，李自成命人扶起。不久又搜得定王朱慈炯，李自成安慰他们道：“今日即同我子，不失富贵！”并把二人送到刘宗敏处安顿。
随后李自成下令大索皇帝皇后和定王，索得皇后尸身，经群贼从宫中舁出，皇后身著朝服，周身用线密缝，容色如生，李自成命用柳棺停放，不过没有找到崇祯皇帝和永王，害怕崇祯皇帝和永王逃走，会再次成为大顺军的对手，于是下令凡能献崇祯皇帝、永王者，赏黄金千两，隐匿者则诛其全家，几十万大顺军也加入了寻找崇祯皇帝和永王的行列。
直至二十二日，大顺军在紫禁城煤山发现了崇祯皇帝的遗体，其衣袖上写有两行墨书。一行称：“因失江山，无面目见祖宗，不敢终于正寝。”另一行称：“百官俱赴东宫行在。”，襟中留有遗诏，指血模糊，约略可辨，语云：“朕凉德藐躬，上干天咎，致逆贼直逼京师，此皆诸臣误朕，朕死无面目见祖宗于地下。自去冠冕，以发覆面，任贼分裂朕尸，毋伤百姓一人。”李自成等这下才放下心来，心说皇帝已死，太子被擒，明朝至此气数已尽，不过李自成对永王搜寻丝毫没有放松，以免有大明官员借永王再生事端。
在李自成攻破京师后，不少忠于明朝的文武大臣殉国，殉国的勋戚有：宣城伯时春、惠安伯张庆臻，新乐侯刘文炳、彰城侯杨崇猷、新城侯王国兴，少保驸马巩永固等；殉国的大臣有：大学士范景文、尚书倪元璐、都御史李邦华、副都御史施邦曜、刑部侍郎孟兆祥、兵部侍郎王家彦、大理寺卿凌义渠、太常寺少卿吴麟征、右中允刘理顺、右谕德马世奇、户部给事中吴甘来、监察御史陈良谟、翰林院检讨汪伟等数十人；这些勋戚大臣，大多是满门赴死，或上吊、或投井、或*，十分惨烈；殉国的太监，除王承恩陪崇祯帝自缢外，尚有李凤翔、张国元、高明等人。
更有宫人费氏年方十六，德容庄丽，被拥见李自成，李自成见她美艳，意欲纳为妃妾，乃问及宫监，言非公主，乃赐爱将罗某，罗某大喜，携费出宫，费宫人与罗某行合卺礼，众贼毕贺，罗某醉酣始入，费宫人又置酒饮罗，连奉数巨觥，罗已大醉就卧，费宫人乃命侍女出房，挑灯独坐，待夜阑人寂，静悄悄的走至榻前，听得鼾声如雷，便从怀中取出匕首，卷起翠袖，用尽平生气力，将匕首刺入罗某喉。罗某颈血直喷，三跃三仆，方才殒命，费宫人自语道：“我一女子，杀一贼帅，也算不徒死了。”遂把匕首向颈中一横，为大明死节。
李自成分宫嫔三十人，其中一个叫费珍娥甚美，被李自成封为妃子，丞相牛金星、军师宋献策等亦各数人，几百次一等的宫女也被大顺军将领分去，宫中只剩下一些年老的宫女和太监，李自成攻入京城时，司礼掌印太监王德化率内监三百多人迎至城门外，被李自成令照旧掌印，其他监局掌印太监也都纷纷出降，因此最先出迎李自成的倒是这帮太监，因此这些太监也很受李自成重用。
接下来李自成就是处理旧朝留下来的数千文武大臣和着手准备登基大典，于是李自成下令明朝的勋戚文武各官，于二十一日投职名报到见朝，愿为官者量才擢用，不愿者听其回籍。如隐匿收容，则严惩不贷。