曹軍的三百架牀弩同時發射，箭長三尺，射程遠達五百餘步，箭力強勁，數十名工事兵措不及防，紛紛被射倒，使搭建平臺的工事兵一片混亂，紛紛後撤。
一名牙將奔至劉璟面前稟報：“啓稟州牧，曹軍使用牀弩攻擊，弟兄們死傷五十餘人。”
劉璟眉頭一皺，回頭問法正道：“這可怎麼破解？”
法正捋須笑道：“此事極易，釘上一排木板支架防禦便可，相距三百五十步，強弩之末，弩箭射不透木板。”
劉璟點點頭，“可行！”
他立刻命令下去，不多時，軍中木匠便製作了十架簡易木板支架，長四丈，高二丈，厚足有兩寸，將它們運至平臺前防禦，只聽見牀弩長箭噼噼啪啪射在厚實的木板上，卻再也無法穿透木板，木板後的數千漢軍工事兵開始繼續緊張忙碌地施工。
城頭之上，曹仁已經意識到漢軍修建平臺的用意了，心中異常緊張，他不斷下令發射牀弩，但牀弩很快便失去了效果，這時，曹仁大喊：“用投石機攻擊！”
二十架大型投石機開始吱吱嘎嘎拉開，將石塊猛地拋射出去，爲了增加射程，他們不用百斤巨石，而是用二十餘斤中小石塊，儘管如此，還是沒有任何殺傷效果，一塊塊大石在空中翻滾，在距離木板數十步外轟然落地，幾塊巨石翻滾着砸向防禦木板，發出沉悶的巨響，卻始終砸不破木板。
臧霸飛奔至曹仁面前，拱手施禮道：“將軍，可以用火油焚燒敵軍的木擋板，我們城內有數千桶火油，足以焚燒敵軍！”
曹仁點點頭，這個建議不錯，他當即下令道：“準備用火油攻擊！”
二十架大型投石機換上了火油陶罐，每隻陶罐裝有二十斤火油，一聲令下，二十架投石機同時發射，火油罐飛上空中，依然在距離木板數十步外落地，陶罐碎裂，火油潑灑一地，這時，幾隻巨大的火球從空中飛來，砸在地上，頓時地上燃起熊熊大火，幾隻火球彈射撞向擋板，一隻火球甚至還飛躍過擋板，落在工事兵人羣中，引起一片驚呼。
曹軍不斷髮射火油，數百步外已是一片火海，已經有四架擋板被流動且燃燒着的火油點燃，就在這時，數百名士兵揹負着泥土沙包衝進火海，在木板前堆砌了一道泥土牆，阻攔住了火油繼續向下流動。
另有千餘人木板兩邊挖掘數條溝渠，將流動的火油引入溝渠中，不斷填土熄滅，漢軍擁有非常完善有效的滅火方案，儘管山坡上火勢沖天，濃煙滾滾，卻始終沒有能夠影響到木臺建造。
天色已經漸漸黑下來，山坡上依舊火光沖天，烈火在熊熊燃燒，將土地燒得滾燙，方圓數裡外的大樹和灌木都焚燒殆盡，十座擋板燒燬了六座，但漢軍已經將燒燬的擋板換成了一丈高的土牆，阻攔的火油繼續向木臺方向流動。
這時，十座木臺已經搭建完成，每座木臺長寬各達五丈，足以容納巨型投石機，而與此同時，十架巨型投石機也已組裝完畢。
這種巨型投石機射程在三百五十步至四百步之間，可以進行精確調整，它可以稱得上是目前天下最大龐的投石機，高達兩丈八尺，拋竿長約四丈，用鐵鏈絞盤，需要使用十頭牛拉動鉸鏈。
而在上一次北征，漢軍並沒有攜帶這種巨型投石機，導致攻城乏力，而這一次漢軍吸取了教訓，早在兩個月前便從夏口運來了十餘架巨型投石機，進行了無數次實戰訓練，包括夜戰訓練，漢軍對這一次奪取西城之戰已勢在必得。
這時，十架巨型投石機被士兵們奮力推上斜坡，安裝在剛剛建成的平臺之上，士兵驅動健牛拉動鉸鏈，伴隨着鐵鏈的嘎嘎聲響，投石機拋竿被壓彎，裝上了重達五十斤的火油陶罐，以其人之道還其人之身，漢軍也同樣使用火油攻擊城頭。
這時，一名軍官向劉璟高聲請示，“啓稟州牧，投石機已準備就緒，可否攻擊？”
劉璟緩緩點頭，“攻擊！”他下達了進攻的命令。
隨着嘭嘭地陣響，十架巨型投石機投石拋出了火油罐，巨大的火油罐在空中翻滾，砸向城頭，城頭上的士兵一片驚恐大喊，四散逃開，‘砰！’的一聲巨響，一隻火油罐砸上了城頭，碎片四射，火油濺飛，火油罐接二連三地砸上城頭，或者飛進城內，使城上城下迅速瀰漫起一股刺鼻的火油味。
曹仁驚得大喊道：“速用泥土掩蓋！”
就在這時，天空出現了十隻火點，迅速向城頭砸來，這是用於水戰的火油泥，它最大的特點是黏姓極好，不象布火球落地後會彈飛，火油泥同樣被點燃了，當它們砸上城頭時，頓時砸出數百朵火花，瞬間將城頭上滿地的火油點燃，長達兩裡的城頭上出現數段火光。
曹軍士兵拼命用泥土掩蓋燃燒的火油，但城下射來的火油罐卻繼而連三砸上城頭，使曹軍顧此失彼，着火面積越來越大，城頭上的數架投石機也被大火點燃，熊熊燃燒，在夜空中格外刺眼。
這時，劉璟見攻城時機已成熟，下達了第二道命令，“攻城！”
震天動地的鼓聲再一次響起，“咚！咚！咚！”鼓聲驚天動地，數十架巢車已經裝配完畢，被士兵推攘拖拽，開始隆隆地向斜坡上的西城進攻，兩萬漢軍士兵如大潮奔流般涌上，他們用水潑滅腳下熾熱的泥土，扛着攻城梯向前奔跑。
儘管漢軍已有最先進最犀利的進攻武器，但打仗的是人，漢軍需要用血與火來磨練自己，他們需要在死亡中成長，需要在戰爭的洗禮中成爲天下最強大的軍隊。
城頭上的投石機再次發動，這一次不再是火油，而是百斤巨石，巨石翻滾着砸進人羣，血肉橫飛，一羣羣士兵被砸倒，強勁的牀弩密集射出長箭，箭矢橫飛，射穿了漢軍士兵的盾牌，奔跑在前面的一片片士兵被射穿身體了倒下。
烈火在夜空中燃燒，十架巨型投石機仍在強勁有力地向城頭拋射火油，經過幾輪拋射，它們已漸漸調整好射距，能準確射中城頭，大火不斷在城頭蔓延，而城下的敵軍攻勢旺盛，曹軍的防禦陣型開始出現了漏洞。
這時，六千漢軍的巨盾弓弩手已率先衝進距離城池百步內，他們攜帶着五尺高的巨盾，盾下有兩支尺許長的尖刺，可以插入泥土中，而盾牌後面有支架，展開支架，便形成了一個臨時防禦盾，這也是馬鈞的匠學發明，只是一個小小的改進，便解決了弓弩手的防禦弱點。
六千弓弩手蹲在巨盾後，不斷向城頭射箭，壓制住城頭曹軍密集的箭矢。
漢軍士氣高昂，一架架攻梯搭上了城頭，唐軍士兵攀城而上，城頭上箭矢雖然減弱，但滾木礌石卻如冰雹般砸下。
一名漢軍士兵被砸得頭骨碎裂，慘叫着跌下城去，另一名士兵又奮勇而上，用長矛和城頭的曹軍士兵拼殺，他們有着豐富的夜戰經驗，進攻犀利，城頭上險象環生。
城下，六千漢軍用強弓硬弩還擊，鋪天蓋地的強大箭雨壓得城頭上的曹軍士兵無法擡頭，曹軍死傷慘重，不斷有士兵中箭墜城。
這時，曹軍的二十餘部投石機已被燒燬十八部，城頭到處是熊熊烈火，曹軍士兵拼死抵抗，城頭死傷枕籍，堆滿了戰死者的屍體，曹仁見曹軍夜戰能力明顯弱於對方，已漸漸處於劣勢，心知不妙，他急對臧霸道：“速去將北城門的大石移開，準備撤退！”
臧霸驚呆了，半晌道：“可是丟了西城，怎麼向丞相交代？”
曹仁氣得破口大罵：“混蛋！你還想讓我再被俘虜一次嗎？”
臧霸無奈，只得轉身向城下飛奔而去，這時，巨型投石機已停止了投射，而漢軍的二十部巢車終於抵達城牆邊，巢車下安裝有滾輪，數百名士兵推動它前行。
儘管西城城牆高大，但巢車卻正好和城頭持平，每一輛巢車內都有五十名重甲步兵，搭城頭的鐵板橋被鐵鏈拉起，可以抵禦曹軍的弓箭。
‘轟！’地一聲巨響，鐵板搭上了城頭，砸得碎石亂飛，五十名重甲步兵一聲吶喊，從巢車中衝了出來，揮動戰馬劍，衝進了曹軍之中，和他們拼殺在一起。
隨着二十架巢車先後達上城頭，一千名重甲步兵率先殺上城頭，他們成爲曹軍潰敗的最犀利一擊，隨後的漢軍士兵紛紛衝上城頭，而二十部巢車則成爲登城的通道，無數士兵從巢車內攀上城頭，他們鬥志旺盛，氣勢高昂，喊殺聲一片，而曹軍的軍心迅速渙散了，士氣低迷，被漢軍殺得節節後退。
此時的西城內倒處是殺進城內的漢軍，投降的曹軍士兵不計其數，而北城門卻被臧霸率軍打開了，兩千餘名曹軍殺出了北城，四散奔逃，而北方黃忠率領五千士兵也掩殺而來，截斷了曹軍士兵的退路。
劉璟見西城的南大門也敞開了，漢軍在城頭上揮動着旗幟，他立刻戰刀一指城門，對一萬備戰士兵下令道：“殺進西城！”
一萬士兵奮力奔跑，喊殺聲震天，率先的兩千騎兵如最高的一道浪潮，向西城洶涌殺去。
在漢軍充分的準備下，僅僅只用了三個時辰，便攻克了祁山道上最關鍵的戰略要地西城縣，至此，漢軍的北伐掌握了主動，天水郡和廣魏郡同時面臨漢軍的威脅。
但對於漢軍而言，重要的並不是攻城掠寨，而是要建立起一個有效而迅速的糧食運輸體系，而且冬天即將來臨，不利於北伐，漢軍便停止了繼續進攻。
劉璟一方面派人去和曹軍議和，另一方面開始大規模建造祁山城和風雲城，並在每隔二十里處修建一座小型城堡型驛站，方便運輸隊伍休息和躲避敵軍伏擊。