朱温听到霍存战死的消息，心中十分悲痛，盛怒之下竟举剑杀死一名随从。朱友裕带兵攻下了濮州，朱温立刻命令朱友裕移兵去进攻徐州。朱友裕初到到徐州，没有摸清时溥底细，几次时溥出兵朱友裕都守住营寨没有出战。都虞侯朱友恭就写信给朱温，指责朱友裕畏敌不敢出战，而且说霍存之死与朱友裕战败朱瑾不追击有关系。朱温见信大怒，立刻写了一道命令给都指挥使庞师古，要他代理指挥朱友裕的军队，并把朱友裕捉回汴州法办。没想到这封函件却误投到朱友裕的大营中，朱友裕看后大惊，带着二千骑兵逃入山中。庞师古派人在山中找到朱友裕，劝他先回砀山老家，大伯父朱全昱家中躲避一时。朱友裕于是带领几名亲兵躲到了老家。
朱温的夫人张氏知道了这件事，马上派人到砀山找到朱友裕，劝他单人独骑回汴州，向父亲认罪，说明情况。张氏夫人知书达理，向来为朱温所敬重。而张氏夫人对朱友裕也非常喜爱，一直视如己出。朱友裕接到张氏夫人的书信，马上动身回到汴州，哭拜于朱温身前。朱温余怒未消，命人要将朱友裕推出斩首。张氏赶紧抱住朱友裕，对朱温说：“他舍去兵马，单身回来向你认罪，说明他绝无二心，这还不清楚吗？”朱温火气顿消，于是派朱友裕去镇守许州。这位说朱友裕坏话的朱友恭，是朱温的干儿子，原名叫李彦威，是寿春人，幼为朱温家童，因为很会说话办事，被朱温收为养子。
霍存战死后，徐州兵又占领了石佛山寨。庞师古带领兵马二次攻打石佛寨，击败了徐州军，占领了石佛山寨。自此徐州兵全都退进徐州再也不敢出战。
汴军包围了徐州，攻打了一个月还是没有攻下徐州。这时有一位通事官叫做徐涛的，给朱温上书说：“我们出兵进攻徐州没选对日子，所以攻不下徐州。”朱温看后觉得他说的对，就准备从徐州退兵，另选良辰吉日重新发兵取徐州。敬翔听到这个消息，马上去见朱温，他说道：“现在我们攻城已经一月有余，耗费了不少军费，徐州军队已经没有抵抗能力了，徐州马上就可以被攻下。如果让将士们知道要退兵的消息，就会放松对徐州的进攻。”朱温听了敬翔的话，烧掉了徐涛的书信，决定不但不退兵，还要加强对徐州的攻击。
公元893年农历四月十五日，朱温亲自来到徐州前线指挥，对徐州发起了总攻。王重师、牛存节两位将军身先士卒，带领汴军登梯爬城，首先攻入徐州城内，庞师古带领大队人马继进，占领了徐州。
感化军节度使，因将黄巢首级献与朝廷而被封为钜鹿郡王的时溥，在汴军攻进城时正带着他的全家，登上了徐州最高点燕子楼。他知道朱温决不会放过他，他也不愿做朱温的俘虏。时溥亲自在燕子楼上放了一把火，把家人和几十年来积蓄下的金银珠宝连同他自己都烧成了灰烬。
四月二十一日朱温带领众将及幕僚进入徐州城，自此朱温实际占有了原感化军的所有辖区，并得到了中原重镇徐州。徐州正是中原的战略要地，从此朱温既可以把徐州作为桥头堡，向南攻击淮河两岸，又可以出兵向北攻击朱瑄兄弟的兗、郓之地。
朱温把宋州刺史张廷范调到徐州作感化军留后，并上表朝廷要求昭宗派一名文官来做节度使。朱温请求朝廷派文官来做感化军节度使，意思很明白。徐州兵是汴州的兵，将是汴州的将，派个文官来做节度使也改变不了汴军占领徐州的实质。
朱温占领徐州还有一项收获，那就是他发现了一个美人。朱温进入徐州住进时溥的府衙，卫兵在清查府衙时在柴房中发现一名女人，这女人虽穿着下人的衣服却掩饰不住天生丽质。卫兵把此女带到朱温面前，经朱温审问才知道，这女人姓刘，竟是时溥的爱妾。时溥命全家逃往燕子楼，刘氏见事不好，竟逃到后院柴房躲了起来，因此保住性命。见到朱温，刘氏浑身战抖，眼泪流得如梨花带雨，声声祈求大王饶命。朱温这年正是四十余岁的虎狼年纪，见到如此美姬，怎能不生怜爱之心。当时就对此女好言安慰，命她当夜伺寝。一连几夜，刘氏曲意奉迎，深得朱温欢心，至此朱温便与刘氏结起了一段孽缘。这刘氏来历可不一般，她原来是黄巢副帅尚让的妻子，尚让投降了时溥，便把刘氏献给了时溥。
此时的朱温虽然好淫，但因对妻子张氏夫人还怀有敬畏之心，不敢带刘氏到汴梁去见张夫人，在班师回汴州之前就把刘氏送给了他的第一大谋士敬翔。这种事在朱温来说并不觉得有什么不妥，他没读过圣贤书，在他眼里女人就是一件东西，送人有什么不可以。问题是此后这刘氏旧情不忘，跟了敬翔以后还不断去找朱温再续前缘，坏了朱温大英雄一世英名。
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