闍耶跋摩長大以後趁機逃回故國，重新招徠舊部，建立了吳哥王國。闍耶跋摩勵精圖治，基本恢複了真臘的疆土，國力正處於上升階段，全國有二十萬大軍，闍耶跋摩決定在其東南邊界部署重兵，將唐軍堵在國門之外。
王之孝認為羅夷關遠離海岸，鎮南軍的戰船無法支援，單憑陸軍進攻可能會吃虧，就想著能否繞到羅夷關後側，來個前後夾擊。
王之孝帶領船隊繞到羅夷山後側，發現在頭頓城的海岸一帶約有一萬兵力防守，再往裡就到了同奈河的出海口附近的西貢城（今越南胡誌明市），也有大量軍隊防守。看來，吳哥軍是三角配置，從後方偷襲登陸也不容易。
王之孝綜合考慮後認為，如果集中兵力進攻羅夷關，即使攻下來後麵還要進攻頭頓、西貢，層層攻堅並不合算。
從總體形勢來看，西貢城是吳哥軍的防禦核心，也是指揮和後勤樞紐，一旦拿下西貢城，羅夷關就失去了意義，攻打頭頓也就簡單了很多。
最後，王之孝決定舍棄羅夷關，集中兵力進攻西貢城，然後再拔除其他兩個據點。
王之孝率領全部軍隊，乘船溯同奈河而上，由於西貢城在同奈河的西岸，王之孝率領主力在西貢城南側的岸段登陸，肅清附近的小股敵軍後，將西貢城包圍。
為了防止羅夷關和頭頓城的吳哥軍過來增援，王之孝又派出三個襄人團在同奈河東岸登陸，其中在往羅夷關的方向上布置兩個團，在頭頓城方向布置了一個團。
為了防止西貢以西、以北的吳哥軍過來增援，王之孝在這兩個方向也布置了三個襄人團，留下鎮南軍主力用於攻城。
彆人都是按照前後順序，或者先易後難，王之孝不按常理出牌，直接打後方的最大據點，把吳哥軍給整蒙了，西貢守將隻能硬著頭皮布置兵力，準備抵抗唐軍的進攻。
王之孝當然不會給西貢城有充分的準備時間，外圍阻援的兵力布置好以後，就開始命令戰船炮擊西貢城。
在唐軍火炮的持續攻擊下，西貢的城牆開始坍塌，海軍的炮火攻擊了兩個時辰左右，基本將西貢城東南方向的一段城牆完全炸塌，然後停止攻擊。
鎮南軍副將張舟隨即指揮陸軍部隊發起攻擊，排起陣型向城牆推進，沒想到吳哥軍準備了一些拋石機，向唐軍發射過來一些石頭，造成一些唐軍的傷亡。唐軍的戰船重新開始炮擊，但是抬高了炮口，重點往城內炮擊。
張舟命令部隊加快進攻速度，唐軍蜂擁衝向城牆坍塌處，那裡已經補充上來一批吳哥軍，雙方在缺口處激烈交戰。經過一段時間對戰，唐軍展現出強大的戰力，在唐軍的火力打擊下，缺口處的吳哥軍損失慘重，被迫向城內撤退。
唐軍從缺口處持續往城內攻，有的吳哥軍還依托城內的建築，繼續抵抗唐軍，給唐軍帶來一些困擾，唐軍隻能逐個區域進行清理，緩慢向城內推進。
隨著進入城內的唐軍越來越多，大量的吳哥軍被消滅，吳哥軍的抵抗意誌逐漸崩潰，開始放棄抵抗紛紛投降。唐軍攻入城內約三個時辰後，西貢城主將率領守軍全部投降，唐軍終於占領西貢城。
在唐軍進攻西貢城時，羅夷關和城北方向先後有兩支吳哥軍過來增援，被阻援的襄人部隊擋在外圍，始終無法支援城內的吳哥軍。
唐軍占領西貢城後，經過短暫的休整，唐軍開始掉頭進攻羅夷關，羅夷關的吳哥軍被唐軍從後方進攻，徹底失去了險關的優勢，隻能依托一些民房和樹木進行阻擊。在唐軍優勢的火力打擊下，守軍逐漸潰散，放棄關口向北逃往吳哥腹地。
唐軍並不追趕，而是掉頭向南，開始對頭頓城展開進攻。頭頓城位於海邊的突出部，在陸軍部隊封鎖頭頓的陸上通路後，海軍炮火開始進攻。
經過幾輪炮火的打擊後，頭頓守軍支撐不住，陸上逃跑的通路又被封死，隻能打起白旗投降。僅僅兩三天的功夫，唐軍就先後南下吳哥國三個要地，徹底撕破了吳哥軍的防禦體係。
鎮南軍在西貢城休整了幾天，拿出吳哥府庫的財物犒賞唐軍，而後又補充了一些軍糧物資。王之孝考慮到西貢城地理位置優越，是一個重要的城市，決定在此地留下一個駱甌團，與吳哥的降臣組成一個臨時政府，在當地進行管理。
鎮南軍繼續南下，沿途的幾個小城望風而降，一直打到湄公河出海口附近的芹苴城。由於整個吳哥王國基本上是沿著湄公河建立，非常重視芹苴城的防守，在這裡派了三萬人防守。芹苴城位於湄公河西岸，非常方便唐朝水軍的炮火發揮，經過兩天的水陸夾攻，芹苴城也最終陷落。
芹苴城丟失以後，吳哥王國門戶大開，鎮南軍溯河而上，開始進入吳哥王國的腹地。沿途的各個城鎮根本無法抵擋唐軍的進攻，紛紛陷落，吳哥軍不斷後退。
數日後，唐軍到達吳哥的中部大城金邊城，吳哥軍已經退無可退，在這裡收攏潰兵，聚集了四萬人在這裡防守。普通的城鎮有河流作為天塹本是優勢，但是在唐朝強大水軍麵前，臨河反而是劣勢。
經過唐軍水軍炮火的持續打擊，吳哥守軍覺得很難守住此處，與其死耗，不如退往內地，尋找其他合適的地形阻擋唐軍，於是趁夜沿著洞裡薩河向北撤退。
經過兩三天的攻擊，唐軍又順利進占金邊城，唐軍上下誌得意滿，覺得吳哥國將和林邑國一樣，唾手可得。王之孝在金邊城留下一個僚越團，鞏固對當地的占領，率軍繼續向吳哥內地進攻。