项城之役中傅宗龙兵败身死后，明廷于十一月间提升陕西巡抚汪乔年为陕西三边总督，令他火速准备，东出潼关，同左良玉部夹剿义军。汪乔年奉命后“即飞檄各边调集兵马，戴星治械措饷”，积极筹备提兵入豫。发兵前，他感到李自成羽翼已成，气候大非寻常，于是便想出一条“奇计”，密令米脂县知县边大绶把李自成的祖坟掘毁，以为这么一来风水既破，李自成必败无疑。这帮迷信愚昧的家伙，除了把他们的仇恨尽情地发泄到李自成先人的枯骨之上以外，还把墓中捉到的一条小蛇视为即将化龙之灵物，极尽渲染铺张之能事。崇祯十五年正月，汪乔年在西安登坛誓师，“斩蛇以徇”。二月间，他率领总兵贺人龙、郑嘉栋、牛成虎、张国钦、张应贵等统兵三万出潼关。陕西官军进抵洛阳时，李自成、罗汝才部义军正把左良玉部官军包围在郾城。汪乔年认为这是同左良玉会师合击义军的大好时机，就把步卒留在洛阳，领着二万骑兵兼程前进。汪军到达襄城时，一小撮受到起义农民打击的地主豪绅远道来迎，要求官军为他们复仇，并且告以起义军的虚实。汪乔年大为高兴，神气活现地说：“贼在吾目中矣。二三日间当为汝军扫荡贼氛，碎元凶如齑粉也。”他下令贺人龙、郑嘉栋、牛成虎三总兵各领所部，分作三路进至襄城以东四十里，同被困郾城中的左良玉部遥为声援。自己则率领总兵张应贵部四、五千人入屯襄城。李自成等侦知汪乔年的军队已经到达襄城，立即撤出包围郾城的部队，西向迎击来援的陕西官军。二月十三日，义军于襄城东面初战告捷，明总兵张国钦被击毙。贺人龙、郑嘉栋、牛成虎都不战而走，迳自奔回陕西。左良玉在义军主动解围后，不仅没有西向夹击义军，反而乘机带着部众向东溜走。总督汪乔年遂成了光杆司令。义军再次进攻襄城，到十七日攻克，明总兵张应贵被炮火击毙。汪乔年亦被活捉，带到城北韩家庄经李自成亲自审讯后处决。
义军粉碎汪乔年的进攻以后，乘胜连克豫东大批城镇。三月二十二日，克睢州，“入城搜掠财物，未杀一人。”二十七日攻克归德府（今河南商丘）。四月中旬，李自成、罗汝才部义军同河南的一支农民起义武装袁时中为首的小袁营会合。本月十六日占领杞县。这样，李自成等部义军就扫清了开封的外围，为最后拿下该城创造了条件。
五月初二日，义军第三次进攻开封。李自成设指挥部于阎李寨，罗汝才屯于横地铺。明廷急令督师丁启睿、保定总督杨文岳和总兵左良玉、虎大威、杨德政、方国安等率领大批军队来援。官军总数多达十八万，号称四十万，连营河上，摆出了同义军展开决战的阵势。五月十三日，官军前锋到达朱仙镇，起义军暂时撤离开封，集中力量打击来援的官军。为了防止开封城内的官军出城追袭，使义军陷于腹背受敌的不利地位，李自成派人持伪造的左良玉部令箭到城下大呼道：“贼旦夕成擒矣，但恐其潜遁入城，汴兵无多，当严守，不可轻出。”城内的明朝官僚果然中计，闭门不出。由于丁启睿统御无能，官军内部各将领之间又矛盾重重，朱仙镇一战，官军主力左良玉部七千人首先避战而逃，其他将领也不战而溃。丁启睿借口追回左良玉，经许州逃往光州、固始；杨文岳仓皇窜往归德。义军大获全胜，俘杀明总兵姜名武，收得降卒数万名，骡马七千匹。五月二十五日，义军復围开封。朱由检获悉援军溃败，丁启睿在狼狈逃窜时竟把督师的敕书、印、剑都丢失一空，愤恨不已，下令把丁启睿逮捕下狱，杨文岳也革职候代。左良玉虽然倡逃在先，由于他兵多势大，朝廷有所顾忌，只把另一总兵杨德政作个“法头例首”，予以处斩。
开封城内的明朝文武官员见救兵溃散，守城的官军力量又单薄，不足以同起义军相抗衡，就以共同的阶级利害来动员地主豪绅，组织反动武装负隅顽抗。六月二十六日，明开封府推官黄澎在曹门竖起一面大白旗，上面写道：“汴梁豪杰，愿从吾游者立此旗下。”这一著棋果然收到相当效果，开封城内的上层人物，“郡王、乡绅、士民、商贾无不愿入社。”这些地头蛇为了保住自己的身家地位，强迫自己控制下的劳动人民参加地主武装，在短期内就集结了一支上万人的队伍。被指派为头目的都是明宗室、乡绅和富商大贾。这在一定程度上加强了开封城内的守御力量。但是，人民群众是心向着起义军的，甚至在明政府的严密控制下，仍然有贫苦群众冒着生命危险投奔义军。如开封城里一位名叫孙忠的锻工，便私自打造了几百个箭镞，写下手摺一个，内称义军为“天兵老爷”，拟趁开封当局放饥民出城采青的机会混出城去。不幸被把门的军士搜出，结果被惨无人道地用长钉将四肢钉在城门上，壮烈地牺牲了。
起义军首领们总结了两次进攻开封失利的教训，决定改用长期围困的策略。除了把主力用于包围开封以外，还“分党四出，势如破竹”，两个月内就攻克附近三十多座州县，使官军据守的开封变成了汪洋当中的孤岛。为了争取城内明朝文官武将停止抵抗，义军曾以李自成的名义，写了一件文告用箭射入开封城里。告示原文如下：
“奉天倡义营文武大将军李示：仰在城文武官吏军民人等知悉。照得丁启睿、左良玉俱被本营杀败，奔走四散。黄河以北援兵俱绝。尔等游鱼釜中，岂能当（长）活？可即开门投降，一概赦罪纪功，文武官员照旧录用，断不再杀一人以干天和。倘罪重孽深，仍旧延抗，本营虽好生恶杀，将置尔等于河鱼腹中矣。慎勿沈迷，自贻后悔。”
这件告示很值得注意，它不仅表达了李自成等起义军领导人力图减轻双方军队的伤亡和城中百姓的苦难等愿望，也反映了义军在政治上的更臻成熟和在组织上的变化。李自成长期沿用的“八队”（或老八队）营号，这时已经改为“奉天倡义营”，他自己的闯将称号也随之改为“奉天倡义营文武大将军”。这说明到崇祯十五年五月以后，原来时分时合的各支义军开始走向统一，李自成的领袖地位逐渐形成。“奉天倡义”的营号，明显地具有号召各路义军和广大群众共同推翻明王朝的意义。告示中命令开封城内的明朝官僚立即投降，并且宣布“照旧录用”，表明义军已有建立政权的明确意向。
李自成发布的文告，给开封城里的明朝官僚指明了出路，然而，这批家伙阶级本性不改，仍然把希望寄托于明廷调集兵力把他们解出重围。他们对义军的文告置之不理，继续负隅顽抗，从而给开封城内的百姓带来了极大的灾难。经过一段时间的围城，城内的粮食所余无多，普通居民大批地饿死，明官僚却趁机大肆搜括。他们强行摊派民户交粮，无粮的折银交纳。开初每石食粮折银八十两，后来增加到一百三十两。交不出粮食和银钱的就“先捉幼男女以大针数百刺其肤，号叫冤惨。”甚至有的富室交纳了上万两白银仍不免于拷掠而死。守城的官军持巡抚的令箭闯入民家搜粮，除郡王以上的府第外，无处不搜，“掘地拆屋破柱以求”。市上粮价飞腾，“米粟百金一斗，青菜千钱一斤”；后来完全断市，有钱也买不着食物。城里粮食告绝后居民们吃牛皮、皮袄、药材、水草、瓦松、马粪、胶泥等以求苟延时日，最后竟至于出现人吃人的悲惨局面。官军更公然以人为粮，“将军密计抚军颔，肥瘠皆堪充军食。”
到崇祯十五年九月间，明官僚见外无救兵，内无粮草，开封城的陷落已经迫在眉睫。为了逃避失城陷藩的罪责，他们竟丧心病狂地决定把黄河大堤决开，企图放水淹没开封和围城的义军，自己则事先打造好船只准备逃命。九月十五日夜，官军决堤，大水如山崩而至。除了一小撮反动官僚拥簇着周王朱恭枵登舟逃出以外，整个开封城和附近的居民都被淹没。义军战士急忙移到大堤等高处避水，被洪水冲走的仍有一万多人。时人陈之遴写了一首《汴梁行》说：“守臣登陴但垂泣，面若尘土心寒灰。绣衣使者出奇算，中夜决堤使南灌。须臾盈城作鱼鳖，百姓尽死贼亦散。九重闻报空痛心，缙绅万舌缄如喑。”揭露了明官僚决河灌汴的黑幕。
明官僚的水淹开封，充分暴露了剥削阶级仇视人民的反动本性。事后，在朝廷上虽有一些官僚上疏，要求追查开封城守官员自行决堤淹城的责任，朱由检却认为他们在起义军三次进攻开封时始终负隅顽抗，表现了效忠明王朝的反革命气节，因此不仅不予处罚，反而“念其劳苦”，奖励有加。黄河大堤的被决开，给附近州县的百姓造成了极大的灾难，葬身鱼腹者不计其数，侥幸逃生者也因田地屋舍被水淹没而号泣呼天，颠连无告。明朝廷对此竟熟视无睹。到崇祯十七年正月，这个罪恶的王朝即将受到最后的清算时，兵部尚书张缙彦等人竟然异想天开，提出派人去开封扮取水中沉银。崇祯皇帝听说有银可捞，立即食指大动，催促火速进行。大学士蒋德璟等人会商后回奏说：“至枢臣所奏汴城捞银一事，其名不甚雅。欲专责抚按，又恐别有漏卮。察得工臣周堪赓见在河工，即以汴城修复之举，权令相度而去其积水，捞出余银，借修城之名而收助饷之实，似亦事理之可行者。”朱由检欣然批示：“其汴城捞费一事，宜专官密行。”明末开封一城变迁的首尾，集中地表现了朱由检之流推行的反人民政策，暴露了他们是一伙口诵“爱民如子”，实则光顾一己私利的蟊贼。严酷的现实教育了人民，人民觉悟了，明朝的灭亡也就为期不远了。
剥削阶级总是擅长于栽赃陷害的，在决河灌汴的问题上，他们又一次施展了颠倒黑白的伎俩，按照开封城守官员编造的谎言，把罪责推到起义军的头上。某些史籍的作者则采取各打五十板的方式，说明朝官僚决朱家寨大堤，起义军则“反决马家口”，企图让义军为明朝官僚分担罪责。这种诬蔑之词不仅根本违反事实，在情理上也说不过去。经过长期围困之后，开封城已象熟透的果子一样，眼看就要落到义军手中，李自成等人怎么可能去决堤淹城，使胜利果实付之东流呢！
从崇祯十四年初到十五年九月，李自成等部义军先后三次进攻开封，特别是第三次集兵数十万围困了四个多月，期在必拔，原因究竟何在呢？封建史籍中往往夸张开封的富庶，把义军的全力攻汴说成是为了掠得子女玉帛，这种解释是荒唐的。根本的原因还在于开封地理位置的重要性。当李自成第三次围攻开封时，明汜水县知县周腾蛟上言：“职之痛哭哀吁者，非为汜水也，非为汴城也，亦非为周藩天潢宜轸、百万生灵宜恤也。独念汴城系河南枢纽腹心、南北咽喉也。……汴城不守是无河南，河南不保是无中原，中原不保则河北之咽喉断，而天下之大势甚可忧危也。”明安庐池太巡抚郑二阳是河南鄢陵人，他也指出：“中原为天下腹心，开封又中原腹心，闯贼耽耽窥犯为谋甚狡。虽幸固守无意，然属邑丘墟，则开封亦块然孤城。倘一旦沦陷，天下事尚忍言哉！”后来的事实证明，自从开封陷没之后，明廷在河南就再也没有一个强固的据点。千里中州的易手，使李自成起义军获得了战略上的主动地位，而明廷则由于咽喉被扼，腹心内溃，却处于半瘫痪状态了。