韩福奴再到金城的时候，耶律余睹已经从大同府撤军，赵公鉴、刘儒信、刘君辅等部分守朔州、武州，看得出来，耶律余睹对定北军并不放心，留下少量的军队坚守朔州，为自己留一条后路。
韩福奴语气恭敬：“杨总管，我家大王也是无奈，还望定北军在适当的时候能够支援朔州；大王说了，让我留在金城，随时便于联系。”
杨志笑道：“韩福奴，耶律余睹画蛇添足，这三个人要是投降金国，他是白白损失了三四千人马。也罢，你们君臣都是不到黄河心不死，你就在驿馆呆着，好好看看结果。”
只不过两天时间，赵公鉴等人就投降了金军，赵公鉴领朔州节度使、刘儒信领武州节度使、刘君辅领云中节度使；完颜杲命赵公鉴三部骚扰寰州，完颜希尹骚扰蔚州，完颜宗磐攻打涿州，自己率领四万大军杀奔应州。大同府几经战火，百姓逃光，现在差不多就是一个军州，完颜杲就没有打算留下军队驻守，攻下金城什么都有了，攻不下金城大同也守不住。
完颜杲这一次是有备而来，不仅驱逐了归化州、大同各县的两万多百姓做劳役，还运来了一千多架攻城的投石车和两百辆可容纳八十人的巨型攻城车；沿途为了防止定北军骑兵袭击，完颜杲命完颜宗峻、完颜欢都带领一万骑兵专门保护。另外以温迪痕阿里出、纳合钝恩为先锋，耶律坦与阿沙兀野为行军参谋。
杨志等到了杨进和马秦带来的一万敢战士，自知自己不过两万人，双方兵力差距太大，派人给宗泽送去一封信，告诉宗泽不需要前来支援，然后开始准备城防。从杨志的角度，不担心金城被破，他担心的是赵楷派兵北援，被完颜杲强悍的骑兵一一击破，那样就会影响金城和太原的士气。
杨志把城外所有的水井都下了毒，再安排单廷圭带领宗辩、时迁等一批高手在城外躲藏，杨志告诉单廷圭，这一次一开始不要下毒，等金军后军到了，攻城两日再找机会在水源和稻草里下毒。杨志把方案对三人说得很仔细，金军既然带了大量的百姓，肯定会驱使百姓攻城，但是也便于单廷圭等人混入金营。
金军先锋温迪痕阿里出、纳合钝恩一路长驱直入，张三在神武镇都没有抵挡，直接按照杨志的吩咐弃城而退，让金军直接杀到金城城下。温迪痕阿里出、纳合钝恩都是久经沙场的骁将，曾经以五百人与萧干的七千大军鏖战一天，深知盛名之下无虚士；只是冲到城下的时候，见金城的城门大开，实在是不冲锋一次不心甘，一万铁骑杀向北门。
可是面临城头的床弩，和城门内布置成两排的神臂弓，不到半个时辰便被射死一千多人，金兵和战马的死尸堵住了道路，不得不后退十里立寨。完颜杲带着两万大军到达后，闻听战况，抚手道：“这件事不怪你们，杨志的胆子太大，换做是我，也会忍不住试一试。”
完颜杲命手下查看所有的水源和附近的草地，确定溪流中定北军没有下毒才同意烧锅做饭，杨志先后派出韩滔的连环甲马、张三的重骑兵与金军交战，虽然杀死了对方一千六七百人，也损失了上前重甲兵；看得出来，完颜杲有了充分的准备，就是仗着人多和重甲兵拼死，杨志于是闭门不战。
完颜杲空有骑兵，也只能在城外折腾，让金军骑兵去袭击金城四周的堡垒，没想到定北军全撤了，金军大意之下在安边镇中了埋伏，被一下子炸死烧死上千人。完颜杲只有忍着，三天时间死了四千骑兵也是一个不小的损失，不能随便折腾；等到第六日，完颜宗峻、完颜欢都到达，休息一日，装好投石车，完颜杲立即下令攻城。
天刚蒙蒙亮，启明星还在天空遥挂，城外就响起了战鼓声，金军养精蓄锐，上来就气势汹汹，无数的巨石通过一千架投石车掷向城墙上，一百辆攻城车被推向城墙；城墙在呼啸声中晃悠，虽然只有两三成的石头能抛到城墙上，张三、杨进还是命令战士们先向后躲避，在角楼等位置竖起包着牛皮的长盾牌，躲在掩体里的弓箭手立刻开始射箭。
让金军目瞪口呆地是，定北军面对攻城车是游刃有余，先是远距离用火箭攻击，让一辆辆木制的攻城车燃烧起来；等到了近处，一个个穿着重甲的步军冲到城墙边，将用油脂做的燃烧罐掷向攻城车，也不知道是什么油脂，攻城车一旦着火就无法扑灭，在转眼之间就全车烧起来，上面的金军士兵只能跳车逃命。
完颜杲只能下令全军出击，一旦攻城车全部毁了，再也发动什么大的进攻将会更难；金军除了攻城车全部投入，连这几天做的云梯也全部使用上了；这时候完颜杲恨不得打自己的耳光，投石车投到城头上的石头全部被定北军砸在了云梯上。双方已经开始不计损失了，就是看谁的人多，打到下午，完颜杲下令给老百姓一人一样武器，逼迫他们在前面参与攻城，消耗对方的人力和武器。
张三看见发出旗语，陈达带着一百名火器兵跑上城楼，趁着弓箭和飞石减少的机会，冷不防一口气扔下去三十枚霹雳雷；三十架云梯和攻城车被炸得粉碎，城墙下拥挤的五六千百姓顿时四散逃跑，一下子冲动了金军的阵脚，完颜杲担心定北军突然杀出来，冷声下令：“放箭。”
金军的弓弩手立即开始朝往回跑的百姓射箭，许多百姓情急之下就是找身边的金军拼命，等金军制止这次混乱的时候，城墙下已经血流成河。耶律坦劝阻道：“元帅，今天就到此为止吧，三军士气已泄，难以再战，不如明日再战。”
完颜杲苦涩地说：“难怪中山、河间打了半年之久，收兵。”