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戰鬥進入白熱化階段是在曹軍投入大型攻城武器攻城的時候，當看到自軍將士已經逐漸牽制住了城上守軍，曹老大果斷下令衝城車、雲梯車與鉤車出擊，數十名士兵推動一輛大型武器，透過堅固平坦的石橋倒是容易，可是在艱難繞過石橋盡頭橋蕤修得有兩丈多厚的照壁時，城牆上卻飛出了無數的燕尾炬與灌油束草，曹軍攻城武器再是經過塗抹淤泥這樣的防火處理，也架不住這麼多火把與束草焚燒，很快就燃起了沖天大火，不僅無法衝到城下攻城，還燒死了大量自家士兵，並阻攔了後面的攻城武器道路。
乘著烈火阻攔曹軍後續援軍的機會，同樣經驗豐富的小沛守將曹性和尹禮也乘機發起了反擊，石頭、灰瓶與金汁不要錢一樣的往下砸灑，還放下二三十道火幕，這種墨子發明的守城武器雖然有些陳舊過時，但是在大量殺傷蟻附敵人方面卻非常有效，就象一個個巨大的火帳篷一樣的落到曹軍士兵頭上，燒得正在攀爬雲梯的曹軍士兵是鬼哭狼嚎，象冰雹雨點一樣的紛紛從飛梯上摔落，火幕再甩動間，周圍飛梯上的曹軍士兵也開始倒黴，一個個不是被引燃衣服就是被引燃頭髮眉毛，慘叫著摔下飛梯，不是摔死就是摔傷。
讓曹軍頭疼的還有城牆頂端懸掛的夜叉擂，這種全身都是尖銳鐵刺大木頭沉重無比，平時用麻繩掛在城牆頂端，一旦放下那就是一片腥風血雨，被掛到都得從飛梯上摔下，一旦被砸實了，那就不是筋斷骨折就是腦漿崩裂了，甚至就連飛梯都拿直接砸得粉碎。同時更讓曹軍士兵欲哭無淚的是，因為小沛乃是徐州軍隊抵擋曹軍的唯一險隘，重要性無與倫比，所以財大氣粗的徐州軍隊足足在城牆上佈置了三百多個造價昂貴的夜叉擂，直把曹軍砸得是血肉橫飛，屍積如山。
曹老大是一個意志非常堅定的好老大，儘管看到自軍攻城隊伍傷亡慘重，但曹老大始終還是不肯下令鳴金，還又一口氣投入了三千兵力過河，一邊繼續攻打城池，一邊搶搭浮橋和破壞殘餘的城外工事，同時還親自殺了一名過河逃命的自家陴將，又將十幾名臨陣脫逃計程車兵斬首問罪，逼迫自軍將士繼續猛攻小沛城。
有時候意志堅定的也未必是好事，至少曹老大這一次就堅定得不是時候，在他的威逼之下，畏曹老大如虎的曹軍將士倒是個個奮勇爭先了，奈何徐州軍隊實力已然大增，經驗豐富的曹性也指揮十分得當，守衛得法，再加上橋蕤給小沛留下的變態城防，所以不管曹軍如何猛烈攻城，就是無法衝上城牆佔據城牆陣地。反倒被居高臨下的守軍殺得死傷慘重，城牆下方鋪起了厚厚一層的曹軍士兵屍體。
這場攻城大戰從清晨開始，一直激戰到了申時過後天色漸黑。見自家士兵傷亡實在慘重，曹老大才終於無可奈何的下令鳴金收兵，是役，曹軍傷亡超過了兩千。大型攻城武器被焚燬二十餘架，損失無比慘重，取得的戰果卻微乎其微。僅搶搭起了五座隨時可能被摧毀的浮橋，殺死殺傷的守軍士兵雖然無法統計，但也肯定不多。所以收兵回營統計了傷亡之後，曹老大也難得嘆息了一句，“想不到小沛城池如此難攻，吾輕敵了。”
“小沛是陶賊抵禦我軍的唯一險隘，又是在此經營多年。把城池修建得堅固異常，並不為奇。”郭嘉咳嗽著說道：“如此堅城，強行攻打必然傷亡巨大，耗時長久，丞相不妨設法智取。”
曹老大點頭。轉向眾謀士問道：“如何智取？諸公可有妙計助吾破城？”
素來足智多謀的曹軍謀士沉默了，全都拿出城迎戰都不肯的小沛守軍