随即，汪乔年率军占领南阳。他命贺人龙、郑嘉栋和牛成虎三总兵官分成三路，分驻于城东约四十里处，他自己也把行辕安在城外。南阳距郾城大约只有一百里的路程。李自成很快得知南阳的这一情况，他果断地下令从郾城撤围，向南阳出去。
李自成在撤离开封的时候，就知道了汪乔年如何奉密旨掘毁了他的祖坟，如今得到探报，知道汪乔年要来南阳。他下令停止向左军进攻，按兵等候。
等汪乔年到了南阳，贺人龙等三总兵进兵到南阳以东四十里处，李自成突然舍掉左良玉，去打汪乔年。
贺人龙、郑嘉栋、牛成虎三位总兵官立营未稳，泰庆、谷可成、汪万青便率军突然杀到，吓得这三位总兵不战而逃。汪乔年一看贺人龙等人逃走，大骂他三人一阵之后，赶快率部退入城内固守。他的手下悍将，原为闯军首领，后投降官军的射塌天李万庆对他说道：“贺人龙他们不听节制，临阵逃脱，我们兵马不足三千，以这样少的兵力固守这南阳，是难以抗拒闯贼的，不如我们也赶快撤离！”
汪乔年却说道：“我们是来帮左良玉的，我觉得，左良玉那里脱困之后，岂能对我南阳坐视不闻？”
汪乔年哪里知道左良玉这个人哪儿有这么厚道？左良玉在义军撤围后，不仅不前来夹击，反而向南逃跑了。汪乔年这才感到大事不好，说道：“他娘的，这左良玉是让那闯贼打怕了！”他只好硬着头皮在南阳固守。
南阳只是一座小城，周长不到三公里，面积不到一平方公里。
汪乔年召集手下将官和城内诸生，齐集城隍庙内，在城隍神前起誓曰：时值丧乱，正臣子戮力之时，誓死报国、愿有同心。众人皆被这种悲壮的精神所感动，他的手下将领很受感动，一齐表示要协力御敌。各位将领分率城中军民，分工防守，愿同心协力坚守孤城，甚至将街道上铺路的条石都挖了出来当礌石，小小的南阳竟然一时士气高涨……
南阳的城墙年久失修，已经残破不堪，虽然经过临时的加固和修补，依旧岌岌可危。于是汪乔年在城隍庙中召集南阳内的士绅，商议由在百姓中有威望的人主动站出来，分段包干。
这时，张军正站了出来，他拱手道：“各位，我张军正愿意分守东壁。”此人便是请汪乔年进驻南阳的张军正，字多祝，四川兵备副使张宁的次子。受张宁的薰陶和教育，幼年的张军正就有刚正梗直的性格。其父过世后，张军正侍奉母亲，一日三餐、调理羹汤、早晚问安、从不懈殆。在南阳的口碑极佳
南阳学校的生员刘汉臣说道：“张举人深明大义，我们也不是只爱惜自家钱财，不顾大局的人。”
南阳大户们也纷纷站出来，说道：“其余西、北、南三面墙壁，我们各家分担！”
汪乔年起身，向南阳大户士绅们鞠躬行礼，“患难之时，方显英雄本色，汪乔年谢过诸公~~倘若不死，一定要将诸位的大义禀明皇上。”
任务分派完毕之后，张军正立刻召集家族中年轻力壮者和家中的仆人，白日在东城墙上，修补坍塌缺损的地方，夜间则露宿于城墙之上，以便随时了解城外的警情、防御来寇之敌。当时久逢战乱，百业凋敝，城中百姓生活拮据，家无余财，官署中也是四壁空空，无法筹集修城池、铸造武器和日夜守城的费用。张军正就把家中余财贡献出来，以作公用。
刘汉臣则积极参加团练武装的操练演习，并被分派担任西城的防守任务，他夜以继日，巡逻打更，一有警情，即夜宿城头。同时刘汉臣还被汪乔年署为军门赞画官，也就是相当于高级参谋，跟随在汪乔年身边，帮助出谋划策、调度军民，并分派官军将领和南阳诸生协同防守城之东西南北四城厢。
由于张军正的带头表率作用，城内大户也都是慷慨解囊，有的把家里的铜器、铁器拿出来，打造成兵器箭镞。有的将家里的廊柱、假山拆卸下来当礌石滚木。
大明崇祯十五年农历正月十四日，李自成的农民军从郾城挥师西进。下午兵临南阳。
后半夜，天空中竟如絮花般地飘起了雪花，至天明时，竟然雪花飞舞迷人眼。刘汉臣陪着汪乔年巡逻城头。汪一脸忧愁，担心天寒地冻、城守困难。并担忧地问刘汉臣：“天降大雪，到底是对我们有利呢？还是对闯贼有利？”
刘汉臣回答道：“大雪对我们有利，对闯贼不利。”说罢刘汉臣解释道：“我军处于城墙之上，敌军处于城墙之下，城墙冰冻、坚不可摧，此乃一利；我军在城中有百姓送水送饭，敌军则依靠劫掠百姓粮食而食，此乃二利也；敌军来攻，我方应之，敌军退，我方休息，以待疲惫之敌，此乃三利也。”
听到刘汉臣的分析，汪乔年才露出了笑容。刘汉臣说道：“现在我们应该让人往城墙上泼水，水结成了冰，那么城墙更加坚固。”
汪乔年略感欣慰，说道：“我听说你二十一岁时，到开封府参加府试，考试题目是《己所不欲》，文章排名第一，因有官家子弟暗中请托，结果排在了第二位。自此之后，就再没参加科举了，是吗？”
刘汉臣欠身道：“确有此事。”
汪乔年笑道：“如果这次我们能不死，我就举荐你入朝为官，你愿意做我的门生吗？”
刘汉臣笑道：“能为大人的门下高足，那是我刘汉臣的荣幸。其实每次监学使者到南阳督学，照例要进行一次考试，我的试卷判分也总是高高在上，但是奈何我喜游山水，耽于林泉之下。对科举应试进入仕途，却不是怎么上心，只能辜负大人的美意了~”
汪乔年略感失望，尴尬地笑了笑，“人各有志。”
李自成命攻城闯军在城墙上凿出洞穴，装上火药，然后点燃，“轰……”城墙应声崩塌。南阳是个小城，城墙远不及开封的城墙厚，所以这种暴破法对南阳威胁很大。但是，由于守城军民拚死抵抗，闯军却无法攻入城中。李自成命闯军兵士找来许多门板，用来抵挡城上射下的乱箭，大批兵卒紧随其后，进行强攻。
汪乔年则命守城军民运来一些大石搬到城上，用大石掷击门板，许多攻城士卒应声而倒，被乱箭射死、炮火击死达八千人。
这使得李自成十分气恼，便愈加督攻。而汪乔年的防守也越发严密。哪个地方的城墙被轰开缺口，守城军民就涌向哪里，一边与闯军格杀，一边用土袋和砖石筑起，固守如故。
李自成看到这南阳久攻不下，就接受了牛金星的建议，网开一面，命围攻西南部的谷可成部的将士们向远处撤离，意在放汪乔年从这里逃走，而后在城外围歼。
汪乔年的部将李可从见有路可逃，就向汪乔年说道：“总督大人，我军可趁贼军懈怠之时，从此处撤走！”
汪乔年则态度坚决地说道：“头可断，血可流，我汪乔年决不逃走。我等当与此城共存亡！谁要是再敢说走，我就斩了谁！”他或许还对援军来救助抱有幻想。可是，一天一天过去，城中粮草尽绝，马匹都已被杀死充饥，而他所盼望的援军却无踪无影。守城的一些士卒，却因为饥饿和寒冷而死亡不少。
李自成志在必得，他命攻城将士用炮火猛击。攻城义军一打炮，一边高声喊着：“打进襄阳城去，活捉汪乔年！”二月十七日，南阳终于被义军攻破。当大批义军将士入城后，汪乔年还督众巷战。最后他被泰庆手下的几名士卒俘获。
当泰庆命令手下士卒押着汪乔年来到李自成、罗汝才跟前时，泰庆喝令汪乔年下跪，他朝汪乔年厉声说道：“跪下！这是闯王和罗帅，跪下，快快跪下！”
汪乔年说道：“我乃朝廷大臣，岂能向逆贼下跪？”说完，他还故意昂首挺胸，两腿直挺挺地站在那里，一动不动。
泰庆走上前去，对他喝道：“跪下！”一边说着，一边朝他的两腿狠踢一脚，把汪乔年踢得朝前一扑，跪倒在李自成和罗汝才跟前。
汪乔年再从地上爬起来，直直地站着。
泰庆朝他骂道：“，跪下！”并再次把他踢倒在地。
汪乔年再次站起来，说着：“我汪乔年乃堂堂朝廷大臣，决不跪贼！决不跪贼的！”
李自成说道：“汪乔年，告诉你，比你的官大的多的朝臣我都杀过，你可别不识趣。”
汪乔年破口大骂道：“闯贼、曹贼，你们可以杀我，刮我，但不可以要我跪下！”
李自成气得脸色涨红起来，他朝泰庆说道：“把他杀掉！”
“是！”泰庆应一声，扬起刀就要朝汪乔年的头砍去。
“慢！”罗汝才朝泰庆喊道，“一下子杀死他，太便宜他了，我要让他慢慢地死去！”