李祐对李愬说：“蔡州的精兵都在洄曲，并且都分布在四方边境驻守，镇守蔡州城的都是一些老弱残兵，可以乘虚直接攻往蔡州城。敌军将领发现时，吴元济已经被擒了。”李愬觉得有道理。冬季十月，甲子日，派掌书记郑澥抵达郾城，秘密向裴度禀告。裴度说：“用兵只有出奇才能制胜，常侍这条计策很妙。”
裴度率领属下官员在沱口视察修筑城池的情况，董重质率领骑兵从五沟出兵，阻截裴度，大声呼喊着向前冲，剑拔弩张，即将逼近裴度。李光颜与田布奋力拼杀，将敌军击退，裴度这才能逃入城中。敌军退去，田布将敌军在五沟中的退路阻断。敌军下马翻过沟，掉落沟底被压死的有一千多人。
李愬派李进诚进攻牙城，毁坏牙城的外城门，攻占兵器库，夺取兵器。癸酉日，再次攻打，火烧牙城的南门，百姓争相背着柴草来让火烧得更旺，城墙上的箭像刺猬的毛一样密集地射下来。下午，南门被烧坏，吴元济在城墙上请罪，李进诚用梯子把他接了下来。甲戌日，李愬用槛车将吴元济送往京城，并且禀告裴度。当天，申、光二州及各镇守兵两万多人相继投降。
自从吴元济被抓，李愬没有再杀一个人，凡是吴元济的官员、部下、做饭养马的士卒，都恢复原先的职务，让他们不心生怀疑，之后驻扎在鞠场等待裴度。
