当初，赵佗为了切断南越与中原沟通的要道，修建了多个关隘，其中横浦关、阳山关、湟溪关更是南越军队防守的关键，三大关隘以位于连江和西江交汇处的湟溪关为支点，勾连北部的横浦关、阳山关从而形成了一个倒三角形的立体防御体系，一旦中原军队南下，湟溪关不仅可以随时支援横浦关或阳山关，而且还可以作为守军的第二道防线。正是凭借着这三大关隘的阻隔，南越才得以割据一方。

路博德率军南下的路线，正好便要经过三大关隘中的阳山关和湟溪关，等到路博德好不容易攻克了两大关隘，南越军队的心理防线也随之告破，纷纷溃散南逃，这才使得行军速度加快。

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在得知杨仆已经率军抵达番禺外围后，路博德命令后续主力休整慢行，自己则亲率一千多先锋前往与杨仆会师。两军会师后，以杨仆为主力向番禺进发。

由于北部防线告破，番禺外围已经无险可守，南越王赵建德和丞相吕嘉遂收拢军队，固守番禺城，打算拼死一搏。

汉军抵达番禺城外后，杨仆选择有利地形，将军队驻扎在番禺的东南面，却并不急于攻城，而是命人大量砍伐树木，打造攻城器械的同时，准备了大量干草木材。

一日，天黑之后刮起大风，杨仆趁机率兵攻进番禺城，却并未采取常规的攻城方式，而是采用了放火烧城的方式。原来，杨仆早就得知，南越民居多为草木所建，最怕的就是火攻，而夜间采取火攻则无疑能够大大增加震慑力。

在汉军的火攻之下，番禺城中很快便燃起了熊熊烈火，城中军民乱作一团，杨仆趁机命令大军攻城。杨仆的火攻之术虽然狠辣，却也不愿造成太多杀孽，因而攻城采取了围三阙一的方式，独留西北给城中军民逃命。

在杨仆军攻打番禺城的同时，率兵驻守番禺城西北的路博德，则于城外竖起大旗，招降逃出番禺城的军民。南越人久闻博德的威名，再加上城中火大、城外汉军攻势凶猛，南越军民于是纷纷至路博德旗下投降。

攻城持续一夜，至黎明时分，城中守军已经大部分向路博德投降，吕嘉和赵建德见城池已不可坚守，遂在天亮之前率领数百部下出逃，乘船沿海往西而去。

杨仆率军入城之后不见南越王踪影，连忙告知路博德，路博德审问降兵，这才得知吕嘉和赵建德去向，立即派兵一路追捕。最后，赵建德被路博德的校尉司马苏弘擒获，而吕嘉则被原南越国郎官都稽擒获。

得知番禺已经被汉军攻破，吕嘉和赵建德亦被捕，南越苍梧王赵光随之选择投降。赵光虽与南越王室同姓，但其实并非宗室出身，他乃是长沙蛮苍梧族人，当初南越王赵佗自立为南越武帝，发兵攻打长沙国边境，为了笼络苍梧族人，这才赐予其赵姓，与赵光兄弟相称，并封其为苍梧王，而且还修建了苍梧王城，用以对抗长沙国。此外，将军毕取、揭阳县令史定等亦选择不战而降，桂林郡监居翁，更是劝说瓯骆四十多万人投降。

至此，由赵佗创立的南越国，在传承五代南越王，历经九十三年之后，终于被汉朝平定，汉武帝下诏于南越旧地设儋耳、珠崖、南海、苍梧、郁林、合浦、交趾、九真、曰南九个郡，各派官员治理。于是，包括两广、福建南部和越南北部地区等地在内的广大区域，正式被纳入汉朝统治。

杨仆、路博德将战事上奏汉武帝，当时汉武帝正在出巡新纳入大关中的河东地区，停驻于左邑县桐乡（今山西闻喜县北）的汉武帝闻讯大喜，并因此在桐乡设立了闻喜县。随之下诏封杨仆为将梁侯，加封符离侯路博德食邑六百户，苏弘获封海常侯，都稽获封临蔡侯，投降的南越文武官员亦多获封赏，其中苍梧王赵光获封随桃侯，揭阳县令史定获封安道侯，将军毕取获封膝侯，桂林郡监居翁获封湘城侯。

直到杨仆、路博德已经平定南越，西部的两路大军仍然没能赶到番禺，其中郑严、田甲率领的越人行动缓慢，番禺城破时他们还没能拿下苍梧。