在內侍陳良弼提出東京城守不住的論據後，皇帝趙桓就讓李綱與蔡懋、陳良弼一起去城牆上視察，確認城防的現狀。
李綱跑到東城城牆上檢視城外的城濠後，馬不停蹄的回到延和殿向皇帝趙桓奏報。
李綱說情況雖然與陳良弼所說的相同，但城牆堅固，沒有樓櫓也可以防守。
至於城東樊家岡一帶護城河狹窄，在李綱看來，可以安排精兵強弩防守，問題也不大。
李綱認為現在最大問題不是設施不行，而是需要趕快表明朝廷死守態度，激勵守軍士氣，等待天下勤王之師。
皇帝趙桓就問如何可以激勵守軍士氣。
李綱說只要讓李邦彥、白時中這兩位丞相親自到軍前帶兵，軍將一見如此位高權重的大臣都到一線來，士氣必然大振。
白時中聽了之後大怒，對李綱說你把我們兩個安排出去送死，你自己怎麼不去？
李綱說只要聖上不嫌棄下臣愚鈍，臣願往軍前效力，只是擔心自己位低權輕，不能有效激勵士氣。
皇帝趙桓聽李綱如此說，就問朝中丞相一職還有空缺否。
內侍趙野說宇文虛中隨太上皇南巡，他的尚書右丞職位現在空缺。
於是，皇帝趙桓便加封李綱為尚書右丞。
正月六日，完顏宗望軍全軍渡過黃河，向東京汴梁城推進。
此時太上皇在汴河遇到金軍前鋒襲擊，匆忙逃往南京應天府的訊息已經傳回到了京城裡。
皇帝趙桓聽了，再不敢動出城的心思了。他下旨封李綱為御營京城四壁守禦使，全面負責城防事宜。
京城四壁守禦使，用後世的話說，差不多就是首都城防司令的角色。
在決定死守東京城待援後，皇帝趙桓又下旨招募團練鄉勇等各地地方武裝前來勤王。
緊接著，趙桓又下旨命暫停宮內各項不必要的開支，節省銀兩渡過難關。
趙桓還下旨加封白時中、李邦彥、張邦昌等人，希望他們在這危急時刻能替社稷分憂。
因為主管京城禁軍的高俅跟著太上皇趙佶跑了，趙桓又下旨任命王宗濋代替高俅主管殿前司。
七日，欽宗下旨，給三省各撥款一百萬兩用於戰備，命各處城牆加修守具。
為了防守城池，東京城的城上布兵採用百步法，東、南、西、北每面城牆各用正規軍一萬二千人守禦，另外配有鄉軍、保甲軍和城內居民為城上的正規軍提供支援。
在李綱的指揮下，城內軍民加緊修樓櫓、掛毯幕、安駁座、設弩床、運瓦石、備火油等等，全力準備著守城器具。
河北、河東路制置副使何灌帶著兵馬逃回東京汴梁城下後，卻被李綱等大臣拒之門外。
何灌欲求見皇帝趙桓，但趙桓對何灌放棄黃河天險不滿，拒絕接見何灌，命他駐軍在東京城西面的城外，配合城內守軍的防守。
為了追究黃河防線潰敗的責任，以儆效尤，皇帝趙桓將臨陣脫逃的內侍梁方平定罪問斬。
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在金軍東路軍全軍於正月六日渡過黃河後，完顏宗望引兵長驅直入，一晝夜就從滑州殺到了東京汴梁城城外。
在前鋒郭藥師的引導下，金軍直撲城西北的牟駝崗，將那裡迅速佔領。
此前，郭藥師被宋徽宗召見時，曾在牟駝崗打過馬球，知道宋朝的天駟監在此。
天駟監中有馬二萬匹，飼料堆積如山，金軍攻佔此地後，解決了糧草之憂。
完顏宗望見狀大喜，對郭藥師更為欣賞，將其引為心腹將領。
雖然完顏宗望的真實目的是逼迫宋朝談判，讓宋朝割地賠款，但為了震懾宋朝，完顏宗望還是命令金軍對東京汴梁城發起了試探性進攻。
為達到出其不意的效果，金軍順汴水放下數十艘火船，想要用火強攻西水門。
李綱見狀，招募了兩千死士佈置在城外河旁，如若有火船靠近，死士便用長鉤把船鉤到岸邊，再用大石將船打碎沉下。
此外，李綱又命人在河中間佈置木樁，從蔡京家裡抬出假山大石投入河中形成路障，阻擋了火船靠近西水門。
宋軍奮力抗擊了一夜，一直持續到天明，金軍方才停止了對西水門的攻擊。
完顏宗望見火攻無法攻破西水門，又命金軍轉攻東京城北的酸棗門。
金軍跨過門外護城河，設定雲梯強攻城牆。
李綱命守軍一起用弓弩射殺金軍，又調禁衛軍中善於弓箭的軍士千餘人前去增援。
在宋軍的嚴防死守下，金軍到了午時也未能攻破酸棗門，完顏宗望只得命令暫時收兵休戰。
當日除酸棗門外，陳橋門、封丘門、衛州門等都受到了金軍的試探性進攻，而酸棗門的戰況最為慘烈。
雙方擺戰收兵時，酸棗門的城門和城牆被射成刺蝟一樣，城上城下佈滿兩軍士兵的屍體和被燒燬的攻城器械。
在保衛酸棗門時，李綱發現有士兵用人頭砸爬城的金軍，便詢問人頭是哪裡來的？
原來自宋朝收復燕山府後，有大量燕人遷居東京汴梁城居住。
如今金軍進逼城下，城內軍民不分青紅皂白，認為這些外來燕人都是奸細。
在有心人的煽動下，全城軍民一齊出動，大肆收捕燕人，並將抓獲的燕人不問緣由就統統砍頭。
這些燕人當真死得冤枉憋屈，人死之後的腦袋還被宋軍當作磚頭石塊來用。
此外，另有數百燕人已被押往開封府衙，正在等待處置。
宋人的瘋狂舉動再一次證明，他們根本沒有將燕人視為自己的同胞。
李綱見到城中的亂象，怕城內再生變亂，急忙命令如若再抓獲燕人奸細，必須送到衙門驗實身份才可以領賞，如若不經驗證胡亂殺人者必斬。
李綱又命已經押到府衙的燕人先暫時收押。
經過一番整頓，城內抓奸細的亂象才被制止，避免了形勢的進一步惡化。
金軍兩輪強攻未佔到任何便宜，選擇了暫時退兵。
皇帝趙桓知道戰況後大喜過望，忙命趁此機會安排大臣候棲筠去金軍處談判休戰。
趙桓的聖旨下到都堂，宰相李邦彥和張邦昌連忙派人去找候棲筠，不料此人不知所蹤，怎麼也找不到。