原来王茂之在肥城接到崔泰的战报后，忙令留守大营的副将曹山率大营内还在训练的一万兖军驰援东平。曹山先是赶到崔泰阵地，见兖军正在岸边坚守，急忙又赶往上游，到达战场时，岸边的一千兖军已伤亡过半，曹山大怒，直接发起集团冲锋，蓝瓶儿这一万魏军在刚才与钟显的战斗中已伤亡三千余人，现在突然遭受优势兵力的冲击，哪里还是对手，边战边退。
那崔泰派来的的两千兖军趁势急忙赶到岸边与剩余的兖兵一起守住渡口。曹山与蓝瓶儿军激战不到半个时辰，魏军就全线崩溃，沿河奔走，曹山率部掩杀，最终这部魏军大部被歼，蓝瓶儿也死于乱军中。曹山将带来的兵马一部留在上游，一部派往下游，加强两地的防守力量。穆不花不仅没攻入兖州腹地，还折损了蓝瓶儿一军万余人，气急败坏。但如今大势已去，沿河各地防守严密，再无机会偷袭，便率军退回冀州。
再说郑庸自得知上党和高凉魏军驰援河洛后，知事不宜迟，必须尽快拿下虎牢。次日一早，兖军开始攻城。程万命先用抛石机往城墙上发射巨石，一颗颗硕大的石块带着巨大的惯性砸向虎牢城头，守城魏军沾之不死即伤，四处躲避石块的攻击。同时程万命弓弩手发挥兖军弓弩射程优势，继续压制城墙上的敌军，魏军被石块和箭雨压的毫无还手之力。
其实兖军弓弩的射程优势并不能完全发挥，因为虎牢城墙高大，兖军是仰射，而城墙上的魏军居高临下，却能将弓箭的射程发挥到极致，所以优势抵消不少。程万命弓手向前推进五十米，但这样一来城上的箭雨就有一部分可以够到兖军，但是没办法，在仰射的情况下能保持一定优势就已经是很不错了。
郑庸抓住时机，命橐驼车全部出动。程万一声令下，百车齐出，士卒推着满满的土石倒入护城壕后急速返回，后面的军士早就将新车装满等着了，如此轮番上阵。郑庸本计划用壕桥通过护城壕，但最后放弃了。因为壕桥虽外包铁皮，但终是木质，遇火易被焚毁，那时已过壕的兖军就必是凶多吉少，所以改为更加稳妥的填壕。
城上的守将见兖兵在疯狂填护城壕，忙严令四处躲藏的魏军用弓箭阻挡，魏军不得已冒着巨石和箭雨开始反击，正在推车填土的兖军立时遭到攻击。一时战场上矢石横飞，双方开始互射。橐驼车前部虽有挡箭板，但是返回的时候却极易遭到射杀。程万又下令增加两千名射手，魏军的弓弩手立刻又被压制，兖军又抓住时机继续填土。就这样持续了约两个时辰，壕沟终于被填平。
程万让填壕的士兵先下去休息，然后下令攻城。五千步军推着五十架重型云梯和两部撞车，在矢石的掩护下向城墙冲去，途中遭遇了魏军的箭雨，伤亡也是不小，但还是顺利推进到了城墙下，将云梯架在城墙上就往上爬。兖军的云梯都是带有铁质护棚，而且梯身也用铁皮包裹，虽然是重了很多，但却大大提高了攻城士兵的存活机会。刚才在往城墙推进时，魏军就试图用火箭将云梯焚毁，但却发现没什么效果，就算有些云梯上起了火，但也很快被扑灭。
就在兖军发起强攻的同日，高凉陈汉的三万人也抵达河北。陈汉接朝廷严令，命其率军渡河南下从虎牢后方增援，但当他抵达河边探查敌情后，发现对岸已有兖军防守，且兵力不少，直接突破过河已是无望。便率军继续西行，自孟津古渡口渡过黄河，沿河谷自西向东往虎牢杀来。且说徐率和敬之，自抵达预定位置后便开始修筑防御工事，今闻陈汉自西边来，敬之道：“必是陈汉见我军在此防守严密，便绕道从孟津渡河而来。此地两面临河，正面狭窄，我军可坚守工事不出，虽陈汉兵力占优，必无能为也。”徐率从之。
陈汉率军到得阵前，见兖军已是严阵以待，遂聚众将商议。左右道：“某观兖军工事坚固，兼此处河谷狭窄，我军不能展开。当下虎牢危急，愚以为将军可率军在正面佯攻，然后令一将引军秘密南渡汜水，绕过当面兖军，直抵虎牢城下，先期进城增援，只要虎牢不失，此股兖军早晚必是瓮中之鳖。”陈汉大喜，命副将袁保领军一万从后方秘密渡过汜水，先期前去虎牢增援，自率主力佯攻吸引兖军注意力。
徐率和敬之见魏军来攻，忙组织士卒严密防守，但魏军的攻势却是不甚猛烈。二人疑之，敬之道：“今虎牢被我军猛攻，旦夕可下，照理说魏军应十万火急，而却攻势甚缓，其中必是有诈。”徐率道：“吾亦疑之，探马报说魏军约三万人，但观当面魏军兵力，似是不像。”敬之道：“魏军有可能绕过我军迂回增援虎牢或者夹击我军，徐将军，可令一将引军往虎牢方向巡查，一旦发现魏军踪迹，马上组织攻击，绝不能让其得逞。”徐率忙令副将叶凯领兵一万前去巡查。临行前敬之附耳低言如此如此，叶凯领命而去。
那袁保渡过汜水后，沿河岸兼程东进，很快便绕到了徐率军后侧。袁保令全军隐蔽，派斥候秘密探查北岸情况。回报说发现五千兖军出营正往虎牢方向巡查，不过速度缓慢，应是还未察觉我军意图。袁保大喜，自言道，正可趁此机会渡河然后火速入城驰援。便下令全军搭设浮桥。很快浮桥已成，开始渡河。袁保计划让先期渡河的两千人在桥西设防，严防那五千兖军突袭，主力则快速向东准备进城。刚渡过约三四千人之时，只听西边杀声震天，那五千兖军杀到，袁保因早有准备，并不惊慌，下令士卒加快速度继续北渡。可出乎意外的是东侧又杀出一支兖军，也约有五千余人，袁保大惊。
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