一個時辰後，沙陀軍的大營還沒有安扎完成，戰鼓聲便激烈的敲響了，一支三千人的軍隊在大將朱邪康達的率領下向唐軍城牆奔去，這支軍隊是沙陀人的僕從軍，軍隊中有薛延陀人、有羌人、有高昌人等等，就是沒有沙陀人，他們其實就是炮灰，作爲先頭部隊進行試探性進攻，瞭解唐軍的底細。
這三千人沒有騎馬，也沒有大型攻城武器，僅僅攜帶了數十架攻城梯。
城牆上，樑武望着潮水般攻來是敵軍，對郭宋道：“都督，這個朱邪金海並不太相信我們實力衰弱，還是要進行試探性進攻！”
旁邊姚錦搖搖頭道：“未必是不相信，這一定是他們的既定計劃，只不過是按照既定計劃行事罷了！”
郭宋淡淡道：“既然他們試探，我們也一樣應對，傳我的命令，投石機不得發射，重弩軍和重甲步兵暫時不參戰，這場戰鬥就由第一營和第二營迎戰！”
唐軍迅速做出調整，大批軍隊紛紛撤下城頭，北城牆上只留下樑武和姚錦率領四千軍隊，對方要試探唐軍虛實，郭宋就決定隱藏實力，這也是他的一貫策略。
從他抓獲張掖城的沙陀探子後，他便將一個不真實的情報發給了對方，軍隊人數少了，更重要是士氣低迷，將領內鬥，一旦朱邪金海從試探進攻中證實了情報的真實性，他爲了儘快拿下張掖城，必然做出冒險的決定。
‘咚！咚！咚！’戰鼓聲驚心動魄。
三千士兵如潮水般殺來，主將朱邪康達揮刀大喊：“第一個衝上城頭者，賞羊五千頭！”
朱邪金海卻注視着城頭上的一舉一動，他是一個多疑之人，並不很相信城內傳來的情報，更重要是對方是郭宋，當年郭宋的狡猾給他留下了極其深刻的印象，他至今都沒有想通郭宋究竟是怎麼穿過河西走廊返回甘州，他在肅州和瓜州佈下天羅地網，居然連對方影子都沒看到。
“大帥，城頭上好像沒有投石機？”大將沙列汗低聲道。
朱邪金海搖搖頭，“張掖城牆上無法安裝投石機，從來就沒有，投石機和石砲都不用擔心，看樣子牀弩也沒有安裝，不過我更關心他們的戰鬥力。”
城頭上亂箭齊發，兩千弓兵從東西兩側同時發射，兩千支箭對於近十里長的北城牆顯得十分稀疏，四千士兵更是顯得兵力單薄。
三千士兵傷亡極少，很快便靠近了城牆，他們用長木板搭在護城河上，大軍奔過護城河，數十架攻城梯架在城頭上，前端的大鐵鉤直接鉤住城牆，沙陀士兵瘋狂地攀梯而上。
城頭上的唐軍士兵也迅速集結在每架攻城梯周圍，箭矢如雨射下，頭頂上滾木礌石砸下，沙陀士兵不斷被砸中，慘叫聲一片，傷亡漸漸加大了。
雖然唐軍士兵居高臨下佔據了優勢，但沙陀士兵也攻得很頑強，不斷被砸翻，又繼續有士兵接着攀爬，漸漸接近了城頭，雙方長矛捅刺，爲爭奪城頭進行着激烈的戰鬥。
這場激戰足足打了近一個時辰，雙方勢均力敵，儘管沙陀軍沒有攻下城頭，但唐軍卻守十分艱難，擁有城池的優勢，卻沒有能佔據上風。
朱邪金海終於看明白了，唐軍的戰鬥意志並不強烈，看來情報無誤，唐軍確實士氣低迷。
他當即下達了撤軍命令，“傳我的命令，攻城軍隊撤退！”
‘當！當！當！’
撤軍的鐘聲敲響，正在苦戰中的沙陀軍丟下千餘具屍體，如退潮般地後撤了。
..........
當天晚上，沙陀大軍在北城外三裡處紮下了大營，數千頂大帳延綿十幾裡，大營內燈火通明，數百名回紇工匠正在拼裝投石機、巢車等大型攻城武器，如果說回紇對沙陀人有支持，那麼這些回紇工匠就是了，沙陀人缺乏能工巧匠，雖然將士悍勇，但兵器一般比較製作粗陋，更沒有製作大型攻城武器的能力。
回紇人之所以敦促沙陀人儘快拿下河西走廊，並不僅僅是出於報復大唐驅逐使團，而是更擔心吐蕃人會攻佔河西走廊。
這次回紇給沙陀人派來了五百名工匠，一個冬天打造了數百件攻城武器，從普通攻城梯到大型攻城巢車，使沙陀軍隊第一次擁有了攻城的能力。
朱邪金海騎馬在大營內視察，前面發出一聲吶喊，只見一架巨大的投石機矗立起來，包裹着牛皮，在火光映照下儼如一頭披着金甲的巨大怪獸，已經安裝完成。
朱邪金海催馬上前問道：“這就是那架號稱金剛巨獸的投石機嗎？”
爲首回紇工匠躬身道：“回稟大帥，這就是金剛巨獸，來自撒馬爾罕，被稱爲天下最大的投石機，可將百斤重的巨石投出五百步遠。”
“它的弱點是什麼？”朱邪金海又問道。
“弱點一是笨重，需要百人才能操縱它，其次就是準頭欠佳。”
朱邪金海點點頭，準頭欠佳沒有關係，有威懾力就行，他心中對這架巨獸般的投石機充滿了期待。
........
次日上午，沙陀軍大營內響起了沉悶的戰鼓聲，一支支軍隊在迅速集結，體型巨大的攻城武器也開始緩緩移動。
城頭上也響起了急促的警鐘聲，唐軍士兵紛紛奔出大營，向城頭上集結。
大帳內，郭宋對數十名將領道：“今天必然是沙陀軍將全線壓上，我們也要全力以赴，盡最大的力量殺傷敵軍，這一戰將是我們反攻的開始，現在出發！”
數十名將領一起行禮，轉身向外走去。
唐軍也拉開了正式反攻的序幕，一架架重型投石機吱嘎嘎拉動了，一萬三千名士兵奔跑上北城，他們分工明確，這裡面有普通弓弩兵、重弩兵、投擲兵、長矛兵、長叉兵以及重甲步兵。
郭宋也上了北城，站在城頭注視三裡外的敵軍大營。
沙陀大軍已經出了大營，像一幅幅黑色的地盤鋪在平坦的大地上，整齊劃一地向張掖城進發，在一幅幅地毯之間是巨大的攻城武器，有投石機，有巢車，還有大量的攻城梯，其中一架極爲龐大的投石機被數十頭駱駝拉拽，在隊伍最後緩緩而行，其高度甚至超過了城池，就像一隻龐大巨獸趴在地上匍匐而行，令人望而生畏。
樑武驚訝道：“都督，沙陀人居然有這麼龐大的投石機嗎？”
“應該是回紇人從河中帶回來。”
郭宋淡淡道：“這種巨型投石機由大食人發明，叫做薩利赫，運用在攻打撒馬爾罕的戰爭中，回紇人得到了這種投石機，他們稱之爲金剛巨獸，不過金剛未必，巨獸倒是真的，可用重弩將這頭巨獸射殺！”
沙陀大軍在距離城牆一里處停止了前進，整齊列隊，一架架投石機推上前，五十架投機石排成一列，沙陀軍投石機普遍比較高大，除了最強大的金剛巨獸外，其他投石機也都是重型投石機，射程也達三百步，不過結構簡單，使用人力較多，技術含量遠不如唐軍的絞盤式投石機。
但由於唐軍的投石機設在城內，影響了射程，無法擊中敵軍投石機，只能靠唐軍的重弩來應對。
郭宋下令道：“重弩集中目標，射擊敵軍最大的投石機！”
一千支重弩瞄準了敵軍的金剛巨獸，它正好也在重弩的射程之內。
這時，沙陀軍的五十架投石機一齊發射了，數十塊巨石騰空而起，劃過長空，向張掖城頭密集射來。