張飛、徐晃、公孫瓚和文丑率領五萬大軍圍攻雍丘城十天，李典率領的兩萬軍隊在北疆軍強悍的遠程火力打擊下，傷亡慘重。甚至，在北疆軍派出步卒攻城之前，城內的曹軍就已經傷亡過半。
八月初，北疆軍發起總攻。被北疆軍遠程火力蹂躪了整整十天的曹軍早已是疲敝之兵，在養精蓄銳十餘天的北疆軍的犀利的攻擊下，雍丘城在一天之內陷落，李典被擒，城內兩萬守軍，戰死四千，其餘一萬五千多人盡數成爲北疆軍的俘虜。
在張飛和曾炩向陳留和雍丘發起總攻的時候，呂布和太史慈也分別在陳國河潁川發力猛攻。
呂布強攻陽夏，在付出了一萬人傷亡的代價之後，順利攻克陽夏城。呂布絲毫不作休整，急速向西，圍困了扶樂城。
太史慈在將高柔趕回汝南之後，率軍折向東北攻擊，迅速佔領許縣、新汲、辰亭、緒丘城、鄢陵、尉氏和扶溝。
至此，陳留郡再次陷入北疆軍的全面圍攻之中。
北方，曾炩率領五萬大軍屯兵高陽亭，隨時能夠殺到圉縣城下。
東面，張飛所部在攻克雍丘之後，南下奪取了承匡城，扼住了東方的通道。
最讓曹操沒料到的是呂布居然發力攻城之後，居然那麼兇猛。之前呂布圍攻陽夏半月之久毫無寸進，但是在他不惜代價、猛力攻城之後，僅僅是兩天時間，呂布的兵鋒就已經抵達扶樂，自己南返的道路就此斷了。
所謂破屋又遭連夜雨、漏船偏遇打頭風，正在和高柔對壘的太史慈突然折向東北攻擊前進，在五天之內連續攻克許縣、新汲、辰亭、緒丘城、鄢陵、尉氏和扶溝，這一連串的動作讓曹操甚至沒有來得及反應。
到這個時候，曹操才總算是明白了爲什麼太史慈和呂布是北疆排名曾炩之下的第一和第二的武將，即使是在前面以三萬大軍拖住幾方二十萬大軍整整十天的關羽，也是排名這兩人之後。
曹操算是明白了，之前二人在潁川戰場和陳國戰場的進境緩慢完全是爲了迷惑自己，讓自己放心留在陳留的幌子、要是按照二人如今的表現，呂布早在十天之前就已經攻克了陽夏和扶樂，而太史慈也至少能夠提前好幾天在潁川和南陽戰場取得勝利。
不過，這樣一來，北疆軍相互之間的配合，卻是會出現一些失誤，那就是太史慈並不能跟上另外三個方面的步伐，自己肯定能夠率領大軍從扶溝、新汲方向撤回汝南。
如今，自己再次陷入孤立無援的窘境。
在汝南的西方，王凌率領兩萬大軍，纏住了黃忠、文聘和曹洪；司馬懿在臨潁方向率領兩萬大軍虎視眈眈，讓洇強的高柔也是不敢動彈；在城父方向，高順的兩萬大軍同樣使得李通和夏侯恩的大軍對救援自己的有心無力；在陳國南方，徐庶率領兩萬大軍吞併固陵聚，將夏侯淵的大軍和自己割離開來。
曹操慨然長嘆：曾炩還真是看得起自己啊！
如今，自己在陳留的兵力，不過是五萬人。但是看看，對着自己虎視眈眈的北疆軍有多少！曾炩率五萬大軍在北方，張飛率領五萬大軍在東方，太史慈率領五萬大軍在西方和西南方，呂布率領三萬大軍在南方，這一圈足足有十八萬北疆軍！
八月初五，十八萬北疆軍齊聚圉縣城外。
在前面的幾天之內，曹操見逃脫無望，只得下令大軍盡最大努力加固圉縣的防禦。五萬大軍忙活了五天，圉縣的防禦力量增強了不少。
到現在，曹操只能是死守待援了。他希望汝南各部大軍能夠戰勝和他們對陣的北疆軍，然後前來救援陳留。曹操沒想到逃，這也是因爲他根本沒有逃出去的希望，周圍的十八萬大軍，竟然有十一萬北疆鐵騎！這樣的兵力，讓他根本上升不起逃的念頭。固守陳留還可能有一絲堅持下來的希望，要是棄城而逃，只會城外北疆軍鐵騎鐵蹄下的一堆爛肉。
八月初七，北疆軍向圉縣城發起了全面攻擊。
戰場上，北疆軍部署了三百門火炮，五百臺重型、中型、輕型投石車，一千臺各型牀弩，一萬張強弓，武力驚人。
在震耳欲聾的戰鼓聲裡，在幾十萬將士、民夫們的吶喊聲中，密密麻麻的炮彈矢石衝上了天空，一時間戰場如海嘯一般，驚天動地，氣勢恢宏。
北疆軍持續轟擊，炮彈、矢石如狂風暴雨，猛烈無比。
戰鼓狂擂，低沉而猛烈的鼓聲響徹了十里戰場，震撼了無邊無際的天穹。
戰旗狂舞，五彩繽紛的旌旗掀起了層層駭浪，波瀾壯闊。
北疆數十員將領、謀士歡呼起來，十幾萬將士吼叫起來，幾十萬民夫們吼叫起來。巨大的叫喊聲匯成了滾滾驚濤，一陣陣炸響在天地之間，山崩地裂。
所有人都在這一刻深切感受到了大漢無堅不摧的力量。
城內曹軍隱而不發，悄然無聲。
曾炩皺起了眉頭。
太史慈、呂布、張飛等人的神情也是非常凝重。
圉縣城上遠射武器之所及便是城防的邊緣地帶，城內也有投石車，這個邊緣地帶至少在兩百步到三百步之間。但城內曹軍很自信，在距離城牆兩百步的地方纔開始挖掘護城壕。兩百步的範圍，也就是城內投石車、牀弩可以有效射擊的範圍。
護城壕寬約五十尺（大約爲今十二米），深二十尺（約今五米），壕內鋪設長短不一的竹刺、木刺。這種護城壕有五道，北疆軍想在曹軍猛烈射擊下，順利攻到護城河，需要付出很大代價。
五道護城壕之後，就是護城河。護城河寬約十五丈（約今三十五米），這是北疆軍一個難以逾越的障礙。
護城河距離牆根還有四百五十尺（約今百米）。在護城河之後，還有一道更寬的護城壕。這道護城壕上設有轉關橋。這種橋只有一根樑，樑的兩端伸出，架在壕沿的橫木上，當敵人行至橋上時，拉動機關使橫木縮回，橋面便會翻轉，令敵墜入壕內。
這道護城壕之後是甕城和馮垣。甕城是主城門外的半座小城，牆高七十尺（約今十六米）。甕城城門偏設，當城門遭到敵軍攻擊的時候，城樓上的守軍也能射殺攻城敵卒。敵軍一旦攻破甕城，同樣會陷入守軍居高臨下的四面夾擊之中。馮垣是用泥土夯實的矮牆，高約十五尺（約今三米多），守軍伏在矮牆後，射殺翻越護城壕的敵卒。
在馮垣之後，就是拒馬帶。這條拒馬帶寬有十尺到二十尺，主要是阻擋敵軍架設雲梯。在守城士卒出入的地方，拒馬和鹿砦都埋得比較淺，以方便守軍移動，並加以顯要標誌，讓城牆上的守軍重點防範。
拒馬帶之後就是城牆根了。又高又陡的城牆雖然不利於敵軍攀爬，但也是城上守軍的射擊死角。然而，曹軍在城牆上修築了大量的“馬面”和樓臺，彌補了這一缺陷。
馬面突出城牆外側，與城牆合爲一體，守軍可以居高臨下射擊，消滅城下死角里的敵軍。馬面上設有可供士卒休息的戰棚，戰棚四周有木樁圍護。這種防禦設施過去只有邊塞要隘和邊郡大城纔有，但袁紹竟然把它應用到洛陽城的防護，這讓北疆諸將大爲驚訝。
修築馬面的工程顯然大了一點，叛軍在延牆上按照正常防禦辦法，修建了大量臨時樓臺。
樓臺的作用很多。雖然圉縣城的城牆頂部很寬，一般在五十尺到七十尺，足夠守軍靈活自如地機動和戰鬥，而且延牆兩側的女牆又高又厚，尤其是外側女牆，都開有密集的外寬內窄的射擊孔，城角也還建有堅固的角樓。但這些防守設施在戰時根本不夠用，必須添置臨時樓臺。
在延牆上，曹軍軍每隔兩百五十尺（約今六十米）建了一座突出外側城牆五尺（約今一米）的觀察樓。每隔八百尺（約今兩百米）建了一座突出外側城牆十五尺，以消滅城下死角和夾擊城下敵軍的木樓。同時，每隔八百尺還豎起了一面用高尖木樁連成的橫牆，木樁的高度約爲十五尺，平時開小門以供穿行，一旦敵軍登上城牆，則封閉橫牆作爲路障繼續阻殺敵軍。另外，每隔一千五百尺（約今三百六十米），曹軍還建了一座突出“內側女牆”二十尺（約今五米）的木樓，用以攻擊突入城內的敵軍。
這是目前北疆軍能看到的防護設施，在城內，也許曹軍還建有更多的阻擊設施。圉縣城攻擊難度之大，讓北疆軍上上下下都有一種無力和挫折感。曹操我在圉縣一個月，看來還真的是做了不少工作。在五萬大軍和數萬圉縣住民的努力下，圉縣城北曹操經營成了即使是在大漢國來說，都是有數的堅城。
曾炩親征，激勵了北疆軍的士氣，但當將士們從興奮中冷靜下來，面對前方高大而堅固的城牆時，戰場上血腥和死亡的氣息又把他們殘酷地打回了現實。
北疆軍持續轟擊了一個時辰，無數的炮彈、石塊和箭矢傾瀉在城牆上下。
城牆頂部的樓臺在石塊和箭矢的肆虐下，損失較大，有幾座小木樓直接給炮彈和石塊轟塌了。甕城也遭到了重創。正面單薄的女牆被炮彈和石塊毀壞了很多。埋伏在馮垣後面的敵軍更是北疆軍重點攻擊的對象，大小炮彈、石塊和箭矢幾乎把他們淹沒了。
圉縣城太高，城牆上又有門樓、馬面、木樓等建築，曹軍的制高點讓人望而生畏。制高點被曹軍控制，北疆軍的強攻就會遭到壓制，傷亡必定驚人，爲此北疆軍在城防邊緣地帶，用木頭和泥土修築了大量的土臺，土臺上再建堅實的木棚，用以安置弩炮和箭手。
在弩臺和箭臺的中間，便是火炮陣地和投石車陣地。
此次北疆軍運到城下的火炮、投石車和牀弩類型繁多，數量也極爲龐大。
特別是這裡面還有一種巨型牀弩是用兩到六張不等的強弩連成一體使用，有固定的，有車載的，需十人操縱，有兩副絞盤供上弦，一副供順繩拉回射出的巨箭。既能發射十尺長的巨箭，也可一次裝填六十支普通箭。這是當年攻克下曲陽時那種牀弩的改進版。不過，由於製作太過複雜，這種巨型牀弩只有二十臺。
牀弩和投石車一樣，早在春秋戰國時期就有，本朝後期因武備荒廢，僅句注、飛狐、盧龍等大型要塞配備了一些，後來因爲年久失修報廢了，當柴禾燒了。僥倖的是，這兩樣東西曾炩都有印象，指導北疆的工匠將其製作出來了。
這些年，北疆軍步卒各部一直裝備牀弩和投石車，但威力都不是很大。此次爲了攻打汝南，曾炩下令大量製造牀弩和投石車。另外，運來的火炮數量也很可觀，就是聚集陳留戰場的都達到了三百門，而整個戰場，則是達到了五百門，佔到瞭如今北疆所有火炮的一半還多。
火炮、投石車和牀弩的配備，讓北疆軍的攻擊力大大增強，但攻擊力強並不代表可以控制制高點。北疆軍這番狂轟濫炸本想誘使曹軍還擊，以便在第一次強攻前儘可能摧毀敵人的制高點，但操軍似乎看透了北疆軍的目的，一箭不發，讓北疆軍徒呼奈何。
無奈之下，曾炩只得下達了強攻的命令。
北疆軍的“炮兵司令”曾濂立即命令所有火炮，大型牀弩和重型投石車，部分中型石炮調整攻擊角度，待強攻開始後，把炮彈、巨型石塊和箭矢全部射上主城牆和甕城，壓制敵軍的反擊。其餘中型石炮、輕型石炮、腳張弩全部對準甕城和馮垣，以強有力的攻擊掩護突擊部曲的推進。（腳張弩是以腳踏張弦，射程較遠，多用於攻城。臂張弩是以臂拉弦，射程較近，多用於野戰。）