現代人受影視劇的影響，在很多人的印象中古代攻城作戰模式是：敵人一來，防守方立刻關城門，然後就是一頓放箭、扔石頭或者倒熱油；而攻城方就是拿個梯子就上，好一些的就配些投石機。其實雖然這些場景是古代城市攻防戰比不可少的形式，但真正的戰鬥卻要複雜的多。
首先攻防戰不會像電視劇中那麼草率，而是有着嚴格的部署。守方要偵察敵情，清查儲備，準備並製造各種守城工具，派遣信使聯繫周邊援軍。而守城武器也不只是弓箭、礌石和熱油必備的三件套，蒙元在攻取中原和對中亞的征戰中，不僅學會了使用攻城器械，也學會了使用守城器械。尤其是在蒙元攻陷江南後，接收了宋朝的降軍，也一併繼承了遺留下來的各種武器裝備。
城市是周邊抵禦的政治、經濟中心，同時也是軍事要塞，在一般的城池中皆會設立武庫，儲備大量的軍械以備戰爭。而作爲府城更是如此，宋朝武庫中不僅有常用的刀槍、弓箭、盔甲等軍械，還有牀弩、拋石機、五梢炮、七梢炮等遠程重武器。此外火藥箭、蒺藜火炮、皮大炮等各種火器也會大量儲備。另外也會佈置像水缸、水桶、唧筒、麻搭等消防設備，用於防備火攻。
總之，一個城中的武庫就像雜貨鋪，凡是能用於戰爭的物資，上至最爲笨重的拋石機，下至一根皮繩都不缺，且數量會很多，尤其是處於兵家必爭的軍事重鎮。據說在元末明軍攻陷西安時，城上還擺放着百多年前宋代製造的百餘架牀弩，由此可見武備之豐。
壽州千百年來這裡一直都是兵家爭奪的軍事重鎮。在這片土地上，曾出現過多次“落日照大旗，馬鳴風簫簫”的驚世之戰；更有無數響噹噹的名字於此地成王敗寇。有史爲記的就有著名的東晉時在壽州城外八公山下，淝水河邊發生的以少勝多的“淝水之戰”。
秦滅楚時兩軍在此決戰，秦王嬴政終破楚國都城壽春，而完成滅六國，一統天下的大業；劉邦、項羽楚漢相爭時，漢王劉邦據八公山斷了楚王項羽的後路，逼其敗走烏江，自刎以謝江東父老，終成漢室大業；“趙匡胤困南唐”的故事至今還流傳在壽州的街頭巷尾。
作爲一座屢毀屢建的城池，歷朝歷代也都進行修繕，壽州也形成了以楚王城爲基礎的王城，內城和外城三道城防，所以在周邊要點失守情況下，這座城就是最後一道防線。而攻城也不是影視劇裡那樣簡單，先要清除周邊據點，然後才能到達城牆下面，也不是在底下搭個梯子架個投石機就可以了。雙方還會爆發激烈的投石機對戰和土工作業。真正的攻城戰，比影視劇中複雜得多，也慘烈得多。
在宋軍渡江北伐後，主力被抽調一空的兩淮自然無力抵抗，因而第二軍一路北上還算順利，直到進至壽州。得到消息的元軍早已進行佈置，雙方在城外進行了一場伏擊和反伏擊之戰後，由於兵力和戰鬥力相差懸殊，失敗的元軍便放棄外圍的爭奪，轉而依託城池堅守等待局勢的改變。
劉志學則是一邊掃蕩城周的村鎮，肅清小股抵抗力量，一邊進行偵察。而獲得的消息顯示，元軍退守城池後，立刻徵調丁壯，發放武器備戰，僅一次性就撥付了出弩火藥箭七千只，弓火藥箭一萬隻，蒺藜火炮三千隻，皮大炮二萬隻，分造五十三座戰樓，準備不測。又給木杆鐵槍一千條，盔甲三千副，分發給上城守禦軍民。併發鐵蒺藜三十籮。又造了大麻搭五百四十副，竹唧筒一千一百副，城上放置水缸五百隻，貯水以防不測。
劉志學在進入帥府前只是一個低級軍官，參加過與蒙元的攻守戰，自然清楚其中的殘酷。所以在偵知壽州敵軍已經做好完善的準備後，他也猶豫再三，打算採用長期圍城的方式，或在打造好器械之後再發起攻擊，以此來減少己方的傷亡。
不過小皇帝的一道聖諭讓劉志學不得不重新考慮自己的作戰計劃。對於倉促攻城，衆將也是反對的，建議向陛下稟明實情，請求延後攻城。但是劉志學畢竟不是當年的小軍官了，而是獨擋一面的高級將帥，不能再只是考慮自己小集團利益，卻是要顧及整個全局，因而毅然說服衆將執行陛下的命令。
說是倉促，其實劉志學也竭力在短時間內做好了準備，打算在器械不足的情況下以火器來彌補不足，對敵進行沉重打擊後再發動攻城，以此來減少士兵的傷亡。他們集中了軍中所有的大小火炮，根據前期的偵察情況劃定了各自的射擊區域及打擊的目標，又據火炮的射程和性能佈置了陣地。
在勸降失敗後，中軍升起了高有數丈的瞭望塔，觀通哨居高臨下將城中的情形盡入眼中，他不斷的將敵軍的佈置情況通報給中軍的參軍，由他們計算出火炮射擊諸元后，再通報給各個炮兵羣，標定射擊目標，選擇合適的彈種，計算引信延時時間。
“開炮！”在得到各部準備完畢的回報後，劉志學親自下達了命令。
“轟、轟、轟……”首先開炮的是威遠炮，此種炮作爲中型火炮，由於重量較強便於攜行，且佈置快，射程遠、威力大，即可以發射霰彈，又可以發射實彈，已經成爲宋軍裝備的主力炮種。軍、師和團都有裝備，一個軍計有百門之多。
炮彈飛行發出略顯沉悶的嘯聲表明發射的實心彈，它們的作用是撕裂城牆上掛着的帷幔，摧毀城垣上的密佈的戰棚及城樓，將城防設施全部暴露出來。經過一輪試射後，再次調整了射擊諸元后，炮聲也密集起來。那些用於攔住砲石和箭矢的帷幔，作爲‘以柔克剛’的利器，對付拋石機和弓弩也許還有作用，但在火炮發射的飛行速度更快、衝擊力更大的實心炮彈前彷彿只是道紙糊的牆壁一般，輕易被撕裂，帶的飛起，失去了作用。
遮蔽視線的帷幔被毀掉後，城垣上的戰棚便暴露無遺。以磚石壘砌的垛口在炮彈的撞擊下都會崩碎，那些以木板搭建的用於藏兵和儲存城防器械的小屋，根本就無法阻擋鉛彈的衝擊，一旦被命中就是粉身碎骨，化作漫天飛舞的木屑。失去了掩護的守城兵頂四散奔逃尋找新的遮蔽物，緊緊的貼在牆後以避免被擊中，也有倒黴鬼被命中，頃刻就變成具血肉模糊的肉堆，即便被擦着也是缺胳膊少腿成了殘廢。
城樓是是“城“的標誌，顯示着城池的威嚴和雄壯，同時也具有軍事作用。城樓之間城牆相連，形成一道堅固的屏障，磚木結構的城樓即是瞭望所，也是守城將領的指揮部，又是極其重要的射擊據點。但在威力十足的火炮面前，其功能不足以爲然了，尺把後的磚牆被洞穿，摟粗的柱子被撞斷，高大的城樓在經過幾輪火炮的集中射擊後，便如積木般轟然倒塌了。
城上配備的牀弩和拋石機對攻城者是巨大的威脅，自然也是火炮的重點打擊目標，一旦暴露則會招來數門火炮的照顧，不將其摧毀是絕不罷休的。而隱蔽在城垣後的拋石機也不安全，一旦被炮兵觀察哨發現後，馬上會被通報給前方的炮兵，他們就會換裝開花彈，加裝延時引信，以拋射的方式進行射擊，受到特殊待遇的目標不僅會被摧毀，連帶周邊兵丁也會順帶着被紛飛的彈片奪取性命。
在暴露的城防設施被摧毀後，佈置在前沿的迫擊炮開始射擊，作爲步兵前沿支援火炮，其重量輕、射速快、便於轉移伴隨步兵進攻，並可以對隱藏目標進行殺傷，而普遍裝備到營和夥，數量更多。它們拋射的開花彈在城上和城下爆炸，那些躲過威遠炮射擊的敵兵這回就沒有那麼幸運了。
宋元時期，火器已經開始廣泛用於戰爭，但是仍然停留在原始階段，發射方式還是以人力爲主。火蒺藜就是原始版的手榴彈，而皮火炮就是用獸皮包裹的火藥的炸藥包，只能以投擲的方式進行作戰。唯一的遠程火器就是所謂的‘火箭’，其實也就是在監視上加裝了一個藥包，以增加射程，但是同樣由於難以保證命中率，殺傷力並不大，主要還是用於放火。
迫擊炮發射的開花彈在城上爆炸，不僅對躲藏的敵兵構成了嚴重的殺傷，迸濺的火星還引燃了儲藏在城垣上的‘火器’，一時間就像被點燃的鞭炮攤一樣，引發了更大的爆炸，沒有傷在宋軍火炮下的敵兵，卻被自己的火器所傷。最悲催的是旁邊存有火油的，那玩意一旦被沾染上，基本就報廢了。而由於壽州城是採用土坡法修築的，可以快速運兵，但由於是漫坡使得躲在城下的敵兵無處可藏，暴露在迫擊炮的轟擊下，一時間城上城下皆是慘呼聲不斷，血肉橫飛，殘肢遍地……