曹军士兵拼命用泥土掩盖燃烧的火油，但城下射来的火油罐却继而连三砸上城头，使曹军顾此失彼，着火面积越来越大，城头上的数架投石机也被大火点燃，熊熊燃烧，在夜空中格外刺眼。
这时，刘璟见攻城时机已成熟，下达了第二道命令，“攻城！”
震天动地的鼓声再一次响起，“咚！咚！咚！”鼓声惊天动地，数十架巢车已经装配完毕，被士兵推攘拖拽，开始隆隆地向斜坡上的西城进攻，两万汉军士兵如大潮奔流般涌上，他们用水泼灭脚下炽热的泥土，扛着攻城梯向前奔跑。
尽管汉军已有最先进最犀利的进攻武器，但打仗的是人，汉军需要用血与火来磨练自己，他们需要在死亡中成长，需要在战争的洗礼中成为天下最强大的军队。
城头上的投石机再次发动，这一次不再是火油，而是百斤巨石，巨石翻滚着砸进人群，血肉横飞，一群群士兵被砸倒，强劲的床弩密集射出长箭，箭矢横飞，射穿了汉军士兵的盾牌，奔跑在前面的一片片士兵被射穿身体了倒下。
烈火在夜空中燃烧，十架巨型投石机仍在强劲有力地向城头抛射火油，经过几轮抛射，它们已渐渐调整好射距，能准确射中城头，大火不断在城头蔓延，而城下的敌军攻势旺盛，曹军的防御阵型开始出现了漏洞。
这时，六千汉军的巨盾弓弩手已率先冲进距离城池百步内，他们携带着五尺高的巨盾，盾下有两支尺许长的尖刺，可以插入泥土中，而盾牌后面有支架，展开支架，便形成了一个临时防御盾，这也是马钧的匠学发明，只是一个小小的改进，便解决了弓弩手的防御弱点。
六千弓弩手蹲在巨盾后，不断向城头射箭，压制住城头曹军密集的箭矢。
汉军士气高昂，一架架攻梯搭上了城头，唐军士兵攀城而上，城头上箭矢虽然减弱，但滚木礌石却如冰雹般砸下。
一名汉军士兵被砸得头骨碎裂，惨叫着跌下城去，另一名士兵又奋勇而上，用长矛和城头的曹军士兵拼杀，他们有着丰富的夜战经验，进攻犀利，城头上险象环生。
城下，六千汉军用强弓硬弩还击，铺天盖地的强大箭雨压得城头上的曹军士兵无法抬头，曹军死伤惨重，不断有士兵中箭坠城。
这时，曹军的二十余部投石机已被烧毁十八部，城头到处是熊熊烈火，曹军士兵拼死抵抗，城头死伤枕籍，堆满了战死者的尸体，曹仁见曹军夜战能力明显弱于对方，已渐渐处于劣势，心知不妙，他急对臧霸道：“速去将北城门的大石移开，准备撤退！”
臧霸惊呆了，半晌道：“可是丢了西城，怎么向丞相交代？”
曹仁气得破口大骂：“混蛋！你还想让我再被俘虏一次吗？”
臧霸无奈，只得转身向城下飞奔而去，这时，巨型投石机已停止了投射，而汉军的二十部巢车终于抵达城墙边，巢车下安装有滚轮，数百名士兵推动它前行。
尽管西城城墙高大，但巢车却正好和城头持平，每一辆巢车内都有五十名重甲步兵，搭城头的铁板桥被铁链拉起，可以抵御曹军的弓箭。
‘轰！’地一声巨响，铁板搭上了城头，砸得碎石乱飞，五十名重甲步兵一声呐喊，从巢车中冲了出来，挥动战马剑，冲进了曹军之中，和他们拼杀在一起。
随着二十架巢车先后达上城头，一千名重甲步兵率先杀上城头，他们成为曹军溃败的最犀利一击，随后的汉军士兵纷纷冲上城头，而二十部巢车则成为登城的通道，无数士兵从巢车内攀上城头，他们斗志旺盛，气势高昂，喊杀声一片，而曹军的军心迅速涣散了，士气低迷，被汉军杀得节节后退。
此时的西城内倒处是杀进城内的汉军，投降的曹军士兵不计其数，而北城门却被臧霸率军打开了，两千余名曹军杀出了北城，四散奔逃，而北方黄忠率领五千士兵也掩杀而来，截断了曹军士兵的退路。
刘璟见西城的南大门也敞开了，汉军在城头上挥动着旗帜，他立刻战刀一指城门，对一万备战士兵下令道：“杀进西城！”
一万士兵奋力奔跑，喊杀声震天，率先的两千骑兵如最高的一道浪潮，向西城汹涌杀去。
在汉军充分的准备下，仅仅只用了三个时辰，便攻克了祁山道上最关键的战略要地西城县，至此，汉军的北伐掌握了主动，天水郡和广魏郡同时面临汉军的威胁。
但对于汉军而言，重要的并不是攻城掠寨，而是要建立起一个有效而迅速的粮食运输体系，而且冬天即将来临，不利于北伐，汉军便停止了继续进攻。
一方面派人去和曹军议和，另一方面开始大规模建造祁山城和风云城，并在每隔二十里处修建一座小型城堡型驿站，方便运输队伍休息和躲避敌军伏击。