宫中噩耗传出的时候，尔朱荣的妻子和警惕性很高的尔朱世隆趁乱逃出了洛阳，在郊区召集尔朱家族的武装力量，准备攻城。元子攸发出大赦令和免死铁券，想制止尔朱氏的反抗，但效果极小。尔朱世隆等人对朝廷的大赦令和铁券嗤之以鼻，他们对使节说：“天柱大将军对皇帝有拥戴之功，对天下有再造之德，却无故遇害。这些白纸和铁字又有什么用处呢？”
尔朱荣死后，留守晋阳的侄子尔朱兆闻讯立即率军南下洛阳。徐州方面的尔朱仲远也点起兵马，杀向洛阳兴师问罪。他们和尔朱世隆合军后，一起猛攻洛阳。洛阳外城很快被攻破，元子攸跑上内城城墙向尔朱势力的官兵们喊话，重申罪在尔朱荣一人，其余人一律宽大。但叛军们对此根本就不信。权力斗争从来是一荣俱荣，一损俱损。尔朱兆等人起兵已经不仅仅是为了替尔朱荣报仇，更是为了争夺尔朱荣的权力遗产。很快，洛阳被完全攻陷，元子攸被劫持到晋阳。
尔朱兆绞死了元子攸。元子攸死前，被允许到三级寺的佛殿去最后礼拜一下佛祖。跪在三宝佛前，元子攸再三祈祷：“下次再投生为人，决不要再当帝王了！”他又随口作了一首五言诗：“权去生道促，忧来死路长。怀恨出国门，含悲入鬼乡！隧门一时闭，幽庭岂后光？思鸟吟青松，哀风吹白杨。昔来闻死苦，何言身自当！”此举开了一个恶劣的先例，前任皇帝或者碍眼的皇帝往往都被杀死在寺庙之中。寺庙本应该是修道养德、供人避难的场所，却成了北朝时期皇帝的屠杀场。元子攸遇害距离他刺杀尔朱荣只隔了三个月。元子攸的左右大臣也都被尔朱兆杀死。