北中城失守，立即逃回洛陽；費穆拋棄部眾率先向爾朱榮投降。徐紇偽造詔書，連夜打開殿門，盜取驊騮廄中的十匹禦馬，向東逃奔兗州，鄭儼也逃回了家鄉。太後召集肅宗的所有後宮嬪妃，命令她們都出家為尼，自己也削發為尼。爾朱榮召集百官迎接皇帝的車駕，己亥日，百官捧著玉璽綬帶，準備好皇帝的儀仗，在河橋迎接孝莊帝。庚子日，爾朱榮派遣騎兵抓獲太後及幼主元釗，將他們送到河陰。太後向爾朱榮百般辯解，爾朱榮拂袖而起，將太後和幼主沉入黃河。
費穆秘密勸說爾朱榮：“您的兵馬不足萬人，如今長驅直入洛陽，沒有遇到任何抵抗，既沒有戰勝的威嚴，眾人向來也不心悅誠服。京城人口眾多，百官勢力強盛，他們知曉您的虛實後，必會產生輕視侮辱之心。如果不大力誅殺懲罰，另立親信黨羽，恐怕您返回北方時，還未越過太行山，京城內部就會發生變亂。”爾朱榮心中認同，對親信慕容紹宗說：“洛陽城中人才眾多，驕奢成風，不加以鏟除，最終難以控製。我打算趁百官出城迎接皇帝之機，將他們全部誅殺，你認為如何？”慕容紹宗說：“太後荒淫無道，寵臣專權，擾亂天下，所以明公您發動義兵清理朝廷。如今無故殺戮眾多官員，不分忠奸，恐怕會大失天下人心，這不是長久之計。”爾朱榮不聽，於是請求孝莊帝沿著黃河向西前往淘渚，帶領百官到皇帝行宮的西北方，聲稱要祭祀上天。百官聚集後，爾朱榮布置胡騎將他們包圍，斥責他們導致天下戰亂、肅宗突然駕崩，都是因為朝臣貪婪暴虐，不能輔佐君王。於是下令縱兵屠殺，從丞相高陽王元雍、司空元欽、儀同三司義陽王元略以下，被殺的有兩千多人。前黃門郎王遵業兄弟正在為父親守喪，他們的母親是孝莊帝的姨母，也一同出城迎接，全部被殺。王遵業是王慧龍的孫子，才智出眾、學識淵博，當時的人都惋惜他的才華，卻譏諷他性情浮躁。有一百多名朝臣遲到，爾朱榮又派胡騎將他們包圍，下令：“有能撰寫禪位詔書的人可以免死。”侍禦史趙元則站出來應募，爾朱榮便讓他撰寫禪位詔書。爾朱榮又讓士兵們高呼：“元氏已滅，爾朱氏興。”眾人都高呼萬歲。爾朱榮又派遣數十人拔刀逼近行宮，孝莊帝與無上王元劭、始平王元子正一同走出帳外。爾朱榮先派並州人郭羅刹、西部高車人叱列殺鬼在孝莊帝身邊侍奉，謊稱負責防衛，將孝莊帝抱入帳中，其他人隨即殺死元劭和元子正，又派遣數十人將孝莊帝遷到河橋，安置在帳篷裡。
孝莊帝憂愁憤怒卻無計可施，派人向爾朱榮傳旨說：“帝王更替興衰，沒有固定不變的規律。如今四方分裂瓦解，將軍奮起起兵，所向無敵，這是天意，而非人力所能做到。我原本是前來投奔你，隻求保全性命，豈敢奢望皇位！將軍逼迫我，我才到了這個地步。如果天命歸屬於你，將軍應當及時登基稱帝；如果推辭不接受，想要保存北魏的社稷，也應當另選親近賢能之人輔佐。”當時都督高歡勸說爾朱榮稱帝，身邊的人大多表示讚同，爾朱榮猶豫不決。賀拔嶽進言說：“將軍首先發動義兵，立誌鏟除奸逆，大功尚未建立，就急於謀劃稱帝，這隻會招致禍患，不會帶來福氣。”爾朱榮於是親自鑄造金像，一共鑄了四次，都沒有成功。功曹參軍燕郡人劉靈助擅長占卜，爾朱榮十分信任他，劉靈助說天時人事都不適合稱帝。爾朱榮說：“如果我稱帝不吉利，就迎接元天穆立他為帝。”劉靈助說：“元天穆稱帝也不吉利，隻有長樂王有天命。”爾朱榮也精神恍惚，難以支撐。過了很久才醒悟過來，深深自責懊悔說：“我犯下如此大錯，隻能以死向朝廷謝罪。”賀拔嶽請求殺死高歡以告慰天下人，身邊的人都說：“高歡雖然愚笨粗疏，說話不考慮後果，但如今四方多事，需要借助武將的力量，請寬恕他，讓他日後立功贖罪。”爾朱榮於是作罷。深夜四更時分，爾朱榮再次迎接孝莊帝返回自己的軍營，爾朱榮對著孝莊帝的馬頭叩頭請死。
爾朱榮手下的胡騎殺了很多朝臣，不敢進入洛陽城，就想向北遷都。爾朱榮猶豫不決了很久，武衛將軍泛禮堅決勸諫。辛醜日，爾朱榮侍奉孝莊帝進入洛陽城。孝莊帝登上太極殿，下詔大赦天下，改年號為建義。跟隨太原王爾朱榮的將士，全部晉升五階，在京城的文官晉升二階，武官晉升三階，百姓免除租役三年。當時百官幾乎被殺儘，幸存者都逃竄隱匿不出，隻有散騎常侍山偉一人在宮闕下叩拜謝恩。洛陽城中的士人百姓人心惶惶，各有疑慮，有人說爾朱榮要縱兵大肆搶掠，有人說要遷都晉陽。富人拋棄住宅，窮人背著孩子，紛紛逃竄，十戶中留存的不到一兩戶，京城的守衛空虛，官府辦公場所廢棄無人打理。爾朱榮於是上書說：“大軍交戰之際，難以統一號令，各位王公大臣，意外死亡的很多，臣如今粉身碎骨也不足以彌補罪責，請求追贈死去的人，以略微彌補我的過錯。請求追尊無上王為無上皇帝，其餘在河陰被殺的人，諸王追贈三司之職，三品官員追贈令、仆之職，五品官員追贈刺史之職，七品以下官員及平民追贈郡、鎮之職；死者沒有後代的，允許他人繼承其爵位。另外派遣使者巡視全城慰問百姓。”孝莊帝下詔同意了。於是朝臣逐漸出來任職，人心漸漸安定。封無上王的兒子元韶為彭城王。
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