由于胡轸、吕布二军来得太快，败得更快，等及孙坚补齐了军粮，继续向洛阳进发时，徐荣那边仍在拾掇之前劫来的财物，尚未向阳人城进发。董卓知孙坚志在洛阳，急召徐荣领兵回救；又问一干将领、谋臣，可有计策可退孙坚。一人名叫李傕，说董卓道：“末将知那孙坚有一爱子，名叫孙策，年十七岁，常伴随孙坚左右，气概非凡。相国何不以爱女许之，并以天子名义，拜孙坚父子各为刺史、郡守，如孙坚可为相国所用，则天下不足虑也。”
董卓大喜，就令李傕作为使者，携金银、宝器、官印等物南下，游说孙坚。孙坚勃然变色道：“回去告诉董卓老儿，当日在张温帐下，我就知此人居心叵测，有心杀之；这番待我打入了洛阳，必灭董氏三族，以正其扰乱朝纲之罪！”随即令左右将李傕乱棒打出。李傕回洛阳后，如实将孙坚之言说了。董卓亦是大怒道：“孙坚这厮，竟敢如此。难道我董卓横行西凉多年，还怕了他不成？”遂令胡轸、吕布、李傕等人调兵遣将，决定亲自出战。
军令下后，董卓又唯恐万一不胜，洛阳与天子便要落入孙坚手中；特又分出两军：一军负责将天子、百官、百姓押送往长安，不肯随行者杀无赦；一军负责在洛阳城内、城外洗劫富豪，挖掘陵墓。几日之内，被董卓部下杀死者就有数万之多。洛阳百姓无不痛恨董卓，多有逃出洛阳投奔孙坚者，人人身穿白衣素服，发下誓言：宁愿战死，绝不后退一步！孙坚军由是士气更盛，在与人数多出数倍的董卓大军相遇后，轻易将之击败。董卓匆匆逃往长安，临行前，将防守函谷关以东的重任交托于吕布。
吕布固然骁勇，谋略却远不及孙坚，才一交战，他紧随董卓之后，也被迫弃城而逃。至此，曾经被徐荣逼迫得几乎走投无路孙坚，终于实现了反败为胜，攻入洛阳的奇迹。但在进入城中后，他却被眼前的景象深深地震惊了：曾经拥有数百万人口的繁华国都，如今已变成了一座死亡之城。——但见处处烟火，宫殿残毁，遍地尸身，罕见活人。孙坚目睹此情此景，不觉怒火中烧，一边令部下携文书奔赴酸枣、南阳各地，通知其余义军往洛阳方向汇合；一边就率先西进，往函谷关方向追逐董卓败兵。董卓那边，因迁都之事已成，洛阳又残破不堪，无甚可留恋，只令徐荣、段煨、董越等大将各自据守城邑、关隘，严禁再与杀红了眼的孙坚交战。
眼看又过半月，孙坚陈兵于“函谷关—渑池”之间，难有进展，只得焦急等待袁氏兄弟来到。不料这二人未到，后方却有急报传来：“将军，大事不好，今袁绍已拜周昂为豫州刺史，进军至颍川一带。豫州若失，将军焉将何归？”
孙坚不信，笑问那报讯军士道：“孙某之豫州刺史，乃是袁绍之弟袁术所立。今袁绍若果真发兵夺我豫州，何以向袁术交代？”
那军士大急道：“将军还不知道吗？就这兄弟二人，眼下已经反目成仇了！袁绍听闻董卓西迁，不敢冒险追击，便与各地刺史、郡守联络，共推幽州牧刘虞登天子之位。”
“那袁术怎么说？”
“袁术尚未表态，但私下常对他人言道：我有‘江东猛虎’为佐，今已控制得司隶、豫州、南阳，可谓兵多将广，粮草充沛，足以据南面称帝也。为何却要屈居于我兄长之下，仅作一小小公卿？再者，袁绍虽是我兄长，但其是庶出，我是嫡子，即便他要成此功业，首辅之臣，这次也当交由我袁术来做。”
孙坚听到此处，不禁一声长叹：“讨伐董卓之事，乃是袁氏兄弟主张。今董卓未除，此二人却已同室操戈，不惜兵戎相向，着实可惜，可恨！”说完，他旋即召回程普、黄盖、祖茂等尚在前线作战的部将，下令班师南回。途中，众人经过洛阳，孙坚睹物生情，便吩咐将士们入城憩息，同时令人寻找水井打水，以稍解长途奔波之渴。有一军士从水井中打捞出一块玉石，见其上端雕刻成五龙形状，底部另刻有字，模样精美，光滑至极，知道非是普通珍宝，慌忙呈给孙坚过目。孙坚接过细看，见那底部八个字是用小篆写成：“受命于天，既寿永昌。”也不知何物，又问一旁程普。程普看后，慌忙跪下道：“恭喜主公，此乃传国玉玺也！”
“传国玉玺？”
“正是！此玉玺上八字小篆，书写着便是大秦丞相李斯。秦朝灭亡，汉朝代之，故玉玺又为高祖皇帝得到，此后代代相传，为皇家至珍至贵之物。除了此玺之外，另有其余六玺，分别为：‘皇帝行玺’、‘皇帝之玺’、‘皇帝信玺’、‘天子行玺’、‘天子之玺’、‘天子信玺’，常由符玺郎掌管，负责颁布天子诏书，效用各异。但唯有这‘传国玉玺’，为历代皇帝随身携带，得此物者，方是名正言顺的天下之主！”
说到此处，程普见孙坚手持玉玺，端坐不语，忙又劝道：“今日上天将此物赐予主公，主公必有龙登九五之分。依末将之见，主公当在袁氏兄弟面前隐瞒此事，小心，他日也好……”
孙坚摆摆手，止住程普，起身说在场众将道：“我孙坚连累诸位随我奋战多月，九死一生，几乎命丧徐荣之手。只因当日袁绍引董卓入京，我虽见他因实力不敌，败逃出洛阳，但此后的种种举措，也算是一条好汉，故诚心率军赶来相助。今日，我再想此事，方知我孙坚是大错特错了。——以他袁绍的才智，当日未必不知董卓入京会生出祸端；以他袁绍手中的禁军，当日也未必不是董卓敌手……细细想来，这一切恐怕都是他有意为之，恰好借董卓之乱，以盟主身份压制群雄，从而割据关东！……也罢，既然他盟主不仁，我虽得此玉玺，何必进献于他。诸位听令，就从眼下开始，他袁绍再也不是我孙坚的旧友，而是我孙坚的大敌。立即随我回师，夺回颍川！”