خبر شکست گلناباد در حدود ساعت 9 شب هشتم مارس به اصفهان رسید و وحشت و اضطرابی عظیم در شهر به وجود آورد. کسانی که از صحنه جنگ گریخته بودند به شهر پناه بردند و تشویش و نگرانی آنها به دیگران نیز سرایت کرد. به زودی شایع شد که محمود خواهد رسید و تاج و تخت را تصرف خواهد کرد. صبح نهم مارس چون خبری از دشمن مخوف نرسید؛ نگرانی و اضطراب مردم کم تر شد. شاه و وزرای او از این فرصت مناسب برای حفظ شهر استفاده کردند و عده ای سرباز برای نگاه داری دیوارها و سایر استحکامات فرستادند و مخصوصاً سعی کردند روی پل های زاینده رود نگهبان بگذارند.
در شورایی که شاه تشکیل داد؛ محمد قلی خان ترسو و جبان، وی را تشویق کرد که از شهر بیرون برود و لشکری برای شکست افغان ها فراهم کند. شاه بعد از اینکه تصمیم گرفت در اصفهان بماند، سید عبدالله را به فرماندهی قوا منصوب کرد و چند نفر قاصد را به شتاب به جانب وختانگ ششم؛ والی گرجستان، علیمرادخان؛ والی لرستان، قاسم خان؛ رئیس طایفه بختیاری و اشخاص سرشناس دیگر فرستاد و به آنها فرمان داد که هرچه زودتر با سپاهی برای نجات پایتخت حرکت کنند. تردید نیست که اگر این اشخاص، دعوتِ شاه را فوراً پذیرفته بودند وضع دیگری پیش می آمد.
در دهم مارس، شاه بزرگترین فرزند خود محمودمیرزا را که در آن وقت بیست و پنج سال بیشتر نداشت، از حرم سرا بیرون آورد و او را نماینده خود کرد و مقصود او از این عمل این بود که فرزند خود را از اصفهان برای جمع آوری لشکر بفرستد زیرا حدس زده شد که اگر یکی از شاهزادگان فرماندهی را بر عهده بگیرند، مردم بیشتر در زیر پرچم او گرد خواهند آمد. ظهر روز دوازدهم مارس، شاه فرزند خود را به حرم سرا بازگرداند. در چهاردهم مارس، شاه، فرزند دوم خود صفی میرزا را که در آن وقت بیست و سه ساله بود از حرم سرا بیرون آورد و همان اختیارات فرزند ارشد را به او داد.
در این ضمن محمود تصمیم به حمله گرفت. اگر محمود در ابتدا می دانست که ایرانی ها تا چه اندازه روحیه خود را بعد از شکست باخته اند حتماً روز بعد از جنگ به پیش روی خود ادامه می داد و در آن حال با مقاومت مختصری روبرو می شد. ظاهرا در یازدهم مارس بود که محمود با سربازان خود به طرف پایتخت ایران عزیمت کرد. از اردوگاه او در محمدآباد چند راه به اصفهان وجود داشت. از منابعی که در اختیار داریم چنین بر می آید که محمود قسمتی از لشکر خود را در همان روزهای اول عزیمت از محمدآباد از زاینده رود گذراند. در یازدهم مارس نزدیک غروب میان یک دسته از پاسداران افغانی و نگهبانان پل شهرستان چند تیر رد و بدل شد. در این ضمن جاسوسان محمود مشغول فعالیت بودند و به او خبر دادند که در جلفا هیچ سرباز ایرانی دیده نمی شود و ظاهراً فرح آباد تخلیه شده است. ایرانی ها نیز که می ترسیدند ارامنه با افغان ها همکاری کنند اسحلۀ آنها را گرفته بودند. به درستی نمی توان گفت چرا فرماندۀ سپاه ایران فرح آباد را در موقعی که محمود پیش می آمد ترک کرد؛ مگر آنکه خیانت در کار بوده باشد. بنابراین محمود موفق شد بدون کوچکترین زحمتی فرح آباد را اشغال کند و مرکز فرماندهی خود را در آنجا قرار دهد. و بعداً خبر یافت که ایرانی ها، توپ های سنگین آن را با خود نبرده اند و توپ ها را زیر خاک مخفی کرده بوده اند. محمود موفق شد آنها را پیدا کند و علیه دشمن خود به کار برد.
محمود نخستین حمله خود را به اصفهان در بیستم مارس آغاز کرد و در همان روز رودخانۀ زاینده رود طغیان کرد. در جنوب پل مرنان، غربی ترین پل اصفهان، جنگ سختی بین طرفین در گرفت. مسلملاً محمود این پل را از آن لحاظ انتخاب کرده بود که دیواره کوتاهی داشت و در دو طرف آن استحکاماتی برپا نشده بود، اما افغان ها نتوانستند روی پل جایی به دست آورند. جاسوسانِ محمود در اصفهان وی را از اختلافات میان شاه و مشاورانشان آگاه می ساختند. در هشتم ماه آوریل، اقبال به محمود روی کرد. جاسوسان به فرح آباد خبر آوردند که سربازان گرجی در دفاع از پل مرنان به باده گساری مشغول بوده و در پاسگاه خود خفته اند. محمود فوراً فرمان داد که به پل حمله کنند. حمله ای که در سپیده دم آغاز شد و گرجی هایی که روی زمین خفته بودند تماماً به قتل رسیدند.
در آغاز ماه مه عده زیادی لشکریان امدادی از قسمت شمال به اصفهان رسیدند ولیکن افغانها در نزدیکی دهکده گز در 9 مایلی شمال غربی آنها را تار و مار کردند. در شب هفتم و هشتم ژوئن، شاه؛ فرزند سوم خود طهماسب را با جمعی از شهر بیرون فرستاد. و اگر چه عموزاده محمود، اشرف آنها را دیدند ولی طهماسب و همراهانش در تاریکی گریختند و به کاشان رفتند. در اواسط ژوئن، اصفهان گرفتار قحط و غلا شد و بهای نان و سایر مواد غذایی در نتیجه کمیاب بودن به سرعت ترقی کرد و عده ای هلاک شدند و فقیران در مضیقه افتادند. در ماه رمضان؛ طرفین دست از کارزار شستند. مع الوصف، محمود عده ای از سپاهیان خود را برای آتش زدن محصول به اطراف شهر اعزام داشت تا محاصره شوندگان نتوانند آذوقه جمع کنند. در این میان، هجده هزار سرباز بختیاری به فرماندهی قاسم خان از طرف نجف آباد برای نجات پایتخت شتافتند. محمود؛ برای خطر بختیاری ها چهار هزار سرباز برای مقابله با آنها اعزام داشت و موفق شد از رسیدن آنها به اصفهان جلوگیری کند. وقتی ماه رمضان به پایان رسید مردم خواستار اقدامات شدیدتری علیه دشمن بودند و در اواخر اوت، حتی توانگران نیز نمی توانستند گوشت گوسفند بخرند. در چند دکانی هم که باز بود فقط گوشت اسب و خر به قیمت گزاف فروخته می شد. مردم سگ و گربه را با حرص و ولع می خوردند و حتی از خوردن موش ابا نداشتند. حتی خود شاه مجبور شد گوشت شتر و اسب بخرد.
گرچه اصفهان دقایق غم انگیزی را می گذرانید، ولی باز در آخرین ساعات امید نجات می رفت. اما محمود با ملک محمود مذاکره کرد و وی را از تصمیمش برای نجات سلسلۀ صفویان منصرف کرد. محمود نیز نامه ای به شاه سلطان حسین فرستاد و از او تقاضا کرد که اسرای افغانی کشته نشوند ولی قاصد زمانی به اصفهان رسید که تمام اسیران کشته شده بودند. در اوایل اکتبر، سختی مردم به نهایت رسید و در نتیجه شاه با توجه به رنج و عذاب آنها تصمیم گرفت تسلیم شود. شاه قبل از آن که از شهر بیرون برود فرمان داد سه شتر باقی مانده را بکشند و گوشت آنها را میان مردم قحطی زده تقسیم کنند. سپس در حالی که اشک از گونه های او سرازیر بود نماز گزارد. به این ترتیب اگر از تاریخ محاصره شدن کامل آن تا اواخر آوریل 1722 حساب کنیم، بالغ بر شش ماه می شود. ظاهراً بیش از بیست هزار نفر در جنگ به خاک هلاکت افتادند ولی لاقل چهار برابر آن عده از گرسنگی و طاعون جان سپردند. با این حال خوشبختانه هیچ یک از ساختمانهای زیبای اصفهان در دورۀ محاصره یا ایام پرآشوب آسیب ندید.
