夏历八月甲午日周历十月十七日，晋军将虢都箍得如同铁桶一样；虢人已经无路可逃，只有拼死防守。晋军先进行了数次试探性进攻，他们发现敌人的防守十分严密，作战意志也非常坚决。
献公既不喜欢打攻坚战，也对攻城没有太大把握。他问郭偃，晋国是否能取得最终胜利郭偃回答说，可以。
献公又问期限，郭偃说：“臣在路途上听到小孩子们唱道：丙之晨，龙尾伏辰，均服振振，取虢之旌；鹑之贲贲，火中成军，虢公其奔。虢国用周历，丙日为十二月初一；换算成夏历，应当就在九月与十月之交吧丙子日清晨，太阳行至尾宿，月过天策，鹑火出于南方；我军取胜应当就在那时。”
献公要求郭偃不得泄露天机，然后就把将领们召集到一起研究攻城方案。在参会者中，舟之侨无疑是个身份特殊的人物，他详细介绍了上阳的结构特点和防御体系，以及虢公和每个将领的作战特点。
晋人根据战场勘察和舟之侨提供的信息制定了作战方案。散会后献公把舟之侨单独留下来，他要求舟之侨秘密地与城内的党羽取得联系，伺机发难，以配合晋军的作战计划。
对虢国的战事激烈而艰苦：晋军日夜攻城不息，防御者毫不畏惧退缩；晋军士卒甚至有几次已经登上城头，但是最终都被虢军扔到城下去了。晋献公和将领们望着城墙下越积越高的尸体，痛心疾首且心急如焚。
丙子日快到了，舟之侨却不见了；连献公也不清楚他到底是混进城里去了，还是死在乱尸堆里了。十一月二十九日，舟之侨从城内传出消息，要求献公于第三天凌晨集中兵力进攻东门和北门以吸引防守者的注意力，同时在西门处设下伏兵；他将打开西门，迎接晋军入城。
由于献公从没有向任何人泄露过他和郭偃的谈话，而舟之侨情报中的破城日期又和郭偃的认定不谋而合，献公不禁大呼道：“上天助我”
于是他第二天便送信给虢公丑，要求休战两天，以便他们收敛阵亡者的遗体。此时虢人也感到筋疲力竭，虢公丑便傲慢地同意了晋人的请求。
虢人希望趁这个机会好好休息一下。但是就在下一个黎明，晋军突然从北和东两个方向再次发动猛攻，措不及防的守卫者们从疲惫的沉睡中爬起来或被拖起来，跌跌撞撞地赶往防御地点，现场一片混乱。这时舟之侨和他的党羽带着一队亡命徒杀掉西门的卫士，将城门打开；事先埋伏在附近的晋人一拥而入，上阳就这样沦陷了。
晋军开进上阳，但是晋献公搜遍全城也没有发现虢公丑，后来有人报告说他化装成平民，顺着城墙的排水沟钻出去了；舟之侨笑着对献公说，自己就是这样钻进城的。虢公丑逃到京师，并且得到周天子的庇护，最终就老死在那里了。
晋献公对战败者的处置采取了非常过激手段，如果不是重臣们极力干涉，虢国的名门望族就要被屠杀殆尽了。献公留下里克和舟之侨处理后事，自己则率领大部队、押着战利品返回晋国。
晋军在途径虞国都城郊外时驻扎下来。当时虞国正在准备腊祭，晋献公又把天量的战利品送给虞国人，以示对虞国借道的感谢；虞公热情地挽留晋献公，请他在都城里住上几天，并做为特邀征服者出席腊祭仪式。
实际上，灭虞的计划在回师时就制定出来，现在已经开始实施了。当晚晋献公就下榻在公宫的内的太庙里。午夜时分，献公带领卫队突然发难，一部分人闯进虞公的寝宫并活捉了他；另一部分则抢占了城门，把外面的军队放进城。虞国、这个比周王朝还要古老的大公国，竟然就在一夜之间无声无臭地灭亡了。
荀息把虞公和大夫井伯、百里奚等人押到晋献公面前。对于这些人，晋献公觉得既不能杀，也不能用，还不能卖为奴隶或者囚禁起来，他一时不知道应当如何处置这些烫手的山药蛋。
右行将军贾华说：“不如将这一行人作为伯姬的陪嫁送到秦国去，至于秦伯怎么对待他们，就与君侯无关了。”原来秦穆公在登基初年就与虞国人在茅津一带发生过冲突，秦穆公做梦都想干掉虞公，虞公这个胖老头儿对于秦国人来说可是一份重量级的礼物。献公啧啧称赞，马上就批准了这个方案。。
之后，荀息又带着当年送给虞公的宝马和玉璧来见献公。献公抓住马的辔头，掰开马嘴看了看说：“玉璧还是那块玉璧，就是马变老了。”
在对待虞国故人的问题上，献公采取了怀柔的政策：贵族们基本上都保留了财产，只是土地被置换到其他地方去了；晋人在都城郊外给虞人修了一座简易的宗庙，把神主迁移到庙里，献公把虞公的儿子安置在那里，又封给他一小块土地，以延续对太伯、虞仲和虞国历代君主的祭祀。