正月十五日，张玉担心柳升兵力单薄，孤军深入，会有危险，决定提前对撒马尔罕城发起总攻。
卯时，天还未亮，张玉集中三营步兵借着月光，从南门攻打撒马尔罕城。
因为帖木儿的临时墓地就在城南，沙哈鲁在这里的防守兵力最为雄厚，基本都是蒙古精锐骑兵。
草越密，越好收割。在明军凶猛的火力面前，这些蒙古兵成了茂密的野草，刚好方便明军发挥火力优势。
不到一个时辰，明军就消灭了南门附近的一万精锐守军，占领南门。
在明军强大的火力下，曾经气吞万里如虎的蒙古铁骑，还有突厥各部落组成的伪铁骑，纷纷成了土鸡瓦狗，不堪一击。
撒马尔罕城守军其实只有七万，其中四万是临时拼凑的壮丁，站都站不稳。南门还没破，这些人听到明军可怕的冲锋号声和隆隆炮声，便吓得丢盔弃甲，纷纷打开城门，四散逃命。
宋瑄就带领三营新组建的人马跟在屁股后面掩杀。能逃出四十里的算他命大，没逃出的都押回来当俘虏。
到了辰时，明军已经基本消灭了城内守军，控制了皇宫，沙哈鲁山穷水尽，只好率最后的数百名官员和皇室成员向明军投降。
沙哈鲁按照华夏的投降模式，裸露上背，背后捆了几根木棍，表示负荆请罪：“张将军，本汗悔不该与大明为敌，现将敝国权杖、皇冠，以及全城财富都交付于你，还请你保留父汗一个体面，不要惊动他老人家。”
张玉道：“沙哈鲁，生逢大争之世，每个人都有一统天下之心，本没有错。但是帖木儿错在不该杀害大明使节，不该杀害大明俘虏，不该杀害大明平民。”
沙哈鲁道：“亡国之君沙哈鲁愿意替父汗赎罪，还请将军高抬贵手。”
张玉答道：“出来瞎混，都是要还的。要不，你问我身边的仆固将军，他愿意不？他的家人全部被你爹杀光了。你们连小孩和女人也没放过。”
“……”
沙哈鲁在象征性地向张玉乞求无果之后，沙哈鲁只能接受现实，任凭明军实施惩罚，心里只能哭道：“都是报应啊！”
因为有穿越人张玉的存在，明军的报复最终不算是太过分，也就是杀了一百多个曾经参与庭