随着明军在泽州城一带的防线被击溃，会盟联军分为两路，北上打粮。
王自用率领三十五营，共计二十余万人，从泽州城出发，先后攻破空仓堡、高平等城镇。
然后，王自用率军沿沁水而上，进入沁州境内，大军攻下沁源县后，直接兵围沁州城。
沁州城方面，先前就得到了曹文诏的提醒，加强了城防工事，招募青壮守城。
太原方面还给沁州城，调拨了三千守军，并运来了一些守城器械，目的是保住存放在沁州的粮草辎重。
对于沁州城的这些事情，会盟联军也是收到了消息的，所以王自用并没有鲁莽的直接攻城，而是在城外耐心的准备攻城器械。
三日后，王自用下令攻城，但没有拼命强攻，而是虚实相济、昼夜不停缓慢进攻。
如此进攻之法，自然是为了消耗城中的防守器械，同时拖垮守军的体力与意志。
城内的守军，即便加上协助守城的青壮，也不过才万余人。
面对义军连绵不绝、昼夜不断地进攻，守军的休息时间少之又少，体力与精神无法全然恢复。
前几日还不是很明显，但随着时间的推移，守军的疲态逐渐显露。
而会盟联军，有三十五营兵马可以轮换休息，始终保持着充沛的体力，且还能从饥民、流民中补充兵员，源源不断地维持攻城压力。
至第十日，城内射出的弓箭愈发稀疏，火铳火炮的发射频率也明显降低，雷石滚木也被砖石、木材取代。
王自用见时机已到，当即集中攻城器械和精锐士卒，于十一日凌晨发起猛攻。
会盟联军先是用三十五营的、集中起来的两百余门火炮，对沁州城北门发起猛烈的炮轰。
与此同时，其他几面城墙，也同时发起佯攻，吸引守军兵力。
北面城墙，炮声震天动地，城垣崩裂，垛墙坍塌。
北城头的守军，被炮弹打得血肉模糊，残肢断臂四处横飞，根本无法反击。
火炮覆盖几轮后，北面城墙的守军，要么被炸得尸骨无存，要么重伤瘫倒，侥幸存活者也早已躲下城墙。
所以，会盟联军毫无阻碍的将攻城车推到了城墙下，长梯也顺利的架在了城头之上。
各营挑选出来的先登队伍，借助攻城车和长梯，快速的往城头攀爬。
守将听到炮声停止，这才呵斥躲在内城下的士卒上城迎敌。
然而，义军先登队伍，已然有上百人登上了城头，并在城头摆出了进攻阵型，慢慢向北城墙两端推进。
守军在守将的指挥下，奋力发起反攻，试图将登城的义军逼下城头。
双方在狭窄的城墙上展开惨烈厮杀，鲜血喷洒，残肢断臂横飞，战况极为惨烈。
但是，守军毕竟在前十日的昼夜攻防中，消耗了体力与精神，此时拼杀更是显现了出来。
城头的厮杀，持续了整整一个时辰，北城墙几度易手。
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