五月下旬，荥阳之战第二回合重新开打，出战前，陈庆之令人置战鼓于城下，亲自为将士们擂鼓助威；而梁军将士们则自发在身穿的战袍上一律写上“死”字，以示除非战死，绝不后退。这一战，攻守双方皆无出人意料的战术，完全比拼的就是体力和意志力，一方拼尽全力爬向城头，一方拼尽全力朝城下射箭…交战的结果是：陈庆之预先计划的五日内攻下荥阳还是太保守了，梁军的攻城战才刚刚发起，六千多士兵就蜂拥攻入城池，一举俘虏了七万魏军。
这是华夏交战史上罕见的以寡敌众，且是通过攻坚战取胜的神话（之前以寡敌众且取得完胜的大多是防守战），但白袍军终究只是人，不是神。梁军能够反败为胜，全拜陈庆之的“恐吓激将法”所赐—攻不下荥阳，就得被魏人吃掉。这一招威力实在太猛，此役之后，竟衍生出了一个令人意想不到的负面作用。三百名血染战袍的梁军士兵押着杨昱等三十八名魏军上将，向元颢作出请求：“我军自渡江以来，北进三千里，无一人阵亡（《资治通鉴》如是记载）；但前日首战荥阳，我军阵亡就达五百人，不把这些魏人全部杀光，无以泄我军心头之恨！”元颢看着这些士兵，个个蓬头垢面，咬牙切齿，三分像人，七分像鬼，又是陌生，又是恐惧，答道：“朕敬佩杨昱的忠勇，希望能保留他一命，至于其他人，任由你等处置吧。”梁军士兵一得这话，于是将杨昱之外的三十七人全部处死，手段极其残忍，甚至将他们的心挖出来吃掉。元颢私下常为此叹息，对心腹之人说道：“朕至今日，方知陈庆之宽纵士兵是刻意为之，如此一来，这些士兵自知深受魏人仇恨，除非战死，根本无法向魏军投降，从而应了置之死地而后生之理。但他们野蛮到这个地步，实在令人不忍赌视。你们看着吧，这些人多行不义，早晚会受天谴的。”
元颢、陈庆之从此心隙渐生，只是一个为了前往洛阳登基，一个为了不负梁武帝的嘱托，仍维系着表面上的和睦。数日之后，元天穆、尔朱兆两支援兵终于抵达荥阳，梁军刚杀光了荥阳三十七员魏国将领，纷纷向陈庆之请缨，请求出城交战。陈庆之见群情汹涌，连战前动员工作都免了，直接下令大开城门，仅率三千人主动出迎元天穆、尔朱兆的十余万大军。又一场恶战下来，元天穆、尔朱兆同样大败于陈庆之手下，二人皆丢弃军队落荒而逃。
陈庆之趁势重启西征的步伐，便在打败元天穆的当日，位于荥阳以西的另一座军事重镇：虎牢，也被梁军攻占，守将尔朱世隆（尔朱荣从弟）弃城逃走，副将辛纂被梁军俘虏。荥阳、虎牢二地，距离洛阳仅一百余里，消息火速传到洛阳，孝庄帝大惊之下，竟不知道该往哪个方向逃，才能躲避梁军的锋芒。孝庄帝的近臣，中书舍人高道穆谏道：“元颢和陈庆之的军队再是厉害，人数不过才六千多人，他们之所以能一路长驱直入，不过是因为大将军尔朱荣在燕州未归，朝廷委派前往抵抗的将领又才能平平。洛阳城中尚有军民百万，陛下若能以重金招募士兵，背城与敌人决一死战，极有可能打败他们。若不然，陛下就应该趁着敌军尚在百里之外，先向北渡过黄河，在河北设置行营，宣召尔朱大将军立即从燕州前来与您会合，当此之际，能确保打败元颢和陈庆之的唯一人选，也只有他了。”
魏孝庄帝长久以来，一直对尔朱荣擅权的行为心怀不满，在这一刻听到尔朱荣的名字，当真如同看见了大救星，他忙道：“对，速速派人告知尔朱大将军，朕在河北，日夜盼望他尽早前来护驾！”言毕，孝庄帝宣布采纳高道穆所献的第二条建议，立即带着皇后尔朱英娥以及少数随从，启程前往黄河以北的河内郡避难，并公告天下近期黄河以南所发生的巨大变故。
他前脚走后，五月二十五日，陈庆之护送元颢一行来到洛阳城外，留守京城的魏国宗室王元和元延明等人不敢与陈庆之为敌，主动带领文武百官，备好銮驾和天子仪仗，出城迎接元颢，逢迎他为新任魏国皇帝。元颢进入洛阳皇宫之后，重新更改年号为“建武”，大赦天下，宣告自己已代元子攸称帝之事。
从元颢进入洛阳皇宫的那一刻开始，事实上他这个皇帝已经是合法的了，一旦他的皇位得到魏国人承认，接下来的事情就好办得多—其后数日，整个黄河以南的州郡几乎都背叛元子攸，宣布效忠于元颢。对此，有二人最是震惊，分别是尔朱荣和梁武帝。尔朱荣没想到他才去了燕州几个月，国都都让人占了，因此一得到消息，星夜南下前往河内郡与元子攸会面；梁武帝则是没想到陈庆之竟然以区区七千军队，真的一举打下了魏国的半壁江山，将偌大的魏国分裂为两部，完全实现了他的预想。
惊喜过后，梁武帝逐渐冷静下来：尔朱荣乃世之枭雄，对此定不会坐视不理。不行，朕得立即派人北上接应陈庆之，相助他抵御尔朱荣。若不然，等尔朱荣调集各部魏军在洛阳以北汇集，元颢的皇位坐不坐得稳另当别论，朕的那位书童将军只怕凶多吉少。他一纸令下：梁国北部边境各州郡守将听令，陈庆之已攻克洛阳，朕命令你等立即组建多支援军，集体向洛阳方向开赴，配合陈庆之与尔朱荣的魏军决战。无论如何，不能让尔朱荣和元子攸再把洛阳城夺回！
梁武帝的这道诏令对陈庆之来说，正可谓及时雨—据史料记载：陈庆之在进入洛阳之前，共经历大小战役四十七战，其中四十六胜，一败（荥阳之战第一回合战败），攻占城池达三十二座，基本上处于所向无敌的状态。但在这些华丽的数据背后，我们仔细分析就会发现，相比刘裕、檀道济、韦睿等南朝名将，陈庆之在攻战之时，所运用的精妙计策并不多，他的战法精髓，完全在于一个“猛”字。如果靠勇猛还打不赢的话，那就再加上一招“恐吓激将法”，让士兵们无路可退，置之死地而后生，更勇猛十倍。这种一味刚猛的战法，显然无法长久保持，来到洛阳之后，白袍军稍得喘息，人人皆已显露出疲态。故得知梁武帝已派兵北上增援，陈庆之如释重负，孰料，他盼星星盼月亮等了许多日，却又得知：那些本已进入魏国境内的多支援军不知出于什么缘故，突然集体掉头，又撤回了梁国境内。
“他们为什么会违反陛下的命令，不来增援我呢？”陈庆之很纳闷。
原因很简单，因为有人不希望这些援军前来。
—元颢。
元颢在向梁国借兵之时，曾立下誓言：即便复国成功，也将永远向梁国称臣。发誓的时候，他只是一位挂着魏国宗室头衔的庶民，几乎无一兵一卒；而现在，他的身份已是大魏皇帝，半个魏国都愿意听从他的调遣。元颢左右进谏他道：“陛下既已实现夙愿，成为魏国皇帝，那就应该以元子攸为鉴，尽早下令陈庆之返回梁国，从而方便您收回兵权。若不然，您难道甘心永远做梁国扶持的傀儡皇帝吗？”元颢因白袍军在北伐途中杀伐甚重，早就对陈庆之心怀不满，听了此言，犹豫再三之后说过：“朕有叛变梁国之心久矣，但现今洛阳局势混乱，朕尚要借助陈庆之的力量，暂时不便与他交恶。但萧衍老儿下令派兵增援他一事，朕却得谋划一计，及时阻止。”于是元颢亲笔写就书信一封，瞒过陈庆之，派人送至建康，书信中道：“陈将军近日又打了数场胜仗，连河北也被他征服了，尔朱荣大军已经溃散，陈庆之正率军前往追击，定能将尔朱荣擒获。目前魏国各州郡刚刚归顺，正是需要安抚的时候，陛下短期内最好不要再派军队北上了，这样只会让百姓们惶恐不安，从而导致祸乱。”
梁武帝阅过元颢书信，将信将疑，按说以陈庆之的实力，打败尔朱荣是不可能的；但这小子半年之内创造了太多的奇迹，别的不说，就说他用七千人前前后后打败了三十万魏军，自己竟然仅阵亡五百人一事，这封书信就值得相信。最终，梁武帝果然下令各路军队按原路返回，退至魏、梁两国边境驻扎。
元颢略施小计，劝退了十万梁军，自己却在洛阳一带招兵买马，迅速扩充兵力，十几日后，该年六月，已得由魏人组成的大军十万之众。组建出这支新军以后，元颢终于有了足够的底气，陈庆之和他的那支白袍军也愈发成了元颢眼中的累赘—这些人再能打有什么用，他们只听梁武帝和陈庆之的指挥，并不听我元颢的指挥啊。得咧，请神容易送神难，看来还是尽早把他们送走为妙，元颢心一横，一日，他在早朝时突然宣布：任命陈庆之为徐州刺史，即日起前往彭城上任。此举表面上是嘉奖陈庆之护驾北上的功劳，实际意思再明确不过：朕用不着你陈庆之了，请你尽早率军离开洛阳吧。只有你离开了，这个国家才是真正意义上由朕一人说了算。