忽都部骑兵赶回成都之后，虽然在短时间内提振了蒙军的士气，但霹雳军在随后几天里明显加大了炮击力度，又重新让蒙军士气掉落到谷底。连城中普通的蒙军士兵都清楚，这一千余骑兵显然不能改变被动挨打的局面，更不可能扭转战局。当下云一，霹雳军基干民兵的战力并不比新附军精锐差。
刘黑马和忽都一逃跑，霹雳军的骑兵便堵住了东门，城中的新附军便成了瓮中之鳖。刚开始，守城的新附军将领还满心期待刘黑马引了援军杀回来。随着时间一天天的过去，非但没有援军的一丝踪影，炮击反而越来越猛烈。城中守军的心情也从希望变成失望，最终变成了绝望，他们知道自己成了弃子。实际上忽都曾向刘黑马建议将成都城彻底焚毁，不给霹雳军留一丝有用的东西，但被刘黑马否决了。作为汉化的契丹人，刘黑马性情不如忽都这种出身草原的蛮族那般残暴。在他治理成都期间倒也招俫流民开荒屯垦，并不是一味的烧杀劫掠，这也是他与密者火里等人不和并选择投靠忽必烈的原因。当然刘黑马不放火烧城也并非菩萨心肠，而是他需要留着城池来吸引霹雳军。
因为并不清楚守军的实力，也是为了减少伤亡，霹雳军又炮击了几日之后，才派了小规模部队从城墙倒塌处进行了试探性进攻。随着战线向城内深入，并没有出现想像中惨烈的巷战，战事反倒如热刀切黄油般顺畅，欧阳轩便下令从四门向心突击。甫一开始城中新附军还在激烈抵抗，但守将的亲兵和督战队等战力最强的新附军损耗之后，剩下的老弱残兵根本抵挡不住手雷和轻型火炮等大杀器，故纷纷扔下武器投降了。至于守城的新附军将领性格倒也光棍，知道自己跟着刘黑马坏事做尽，便用刀抹了脖子。
成都城历经数次蒙军的屠城，加之蒙军占领之后只管压榨不事生产，故这座曾经有百万人口的大城已变得极为萧瑟，偌大城区四处是残壁断垣。刘黑马主政成都之后虽然极力招俫流民，但城中人口也不过二万余百姓。这些百姓皆脸黄肌瘦蓬头垢面，日子显然过得极为艰难。欧阳轩命昝万寿暂时主持成都政务，先是清点人口接着便是开仓放粮，在此过程中倒揪出了不少藏身百姓间的新附军士兵，这些人的去处自然是山中的矿洞。昝万寿清点府库后大失所望，不仅钱财物资极少连粮食也不多，根本无法长期坚守，而这也是刘黑马弃城而逃的原因之一。
在攻下成都城之前，欧阳轩便收到了黄大根的消息，说刘黑马和忽都已率军到达了简州。在经过云顶城时，蒙军也曾派了数百人来试探性进攻，却被城头的重型要塞炮轰得死伤惨重，只好灰溜溜逃离了。当下黄大根已在云顶城组建了一支五百人的临时水军，这支水军拥有百余艘小船，船上安装了小型火炮，虽然无法对顺水而下简州蒙军构成威胁，但足以控制金堂至云顶城的河道，防止蒙军渡河攻打云顶城。