軍議以後，陳沖令各部在綿竹四周大起土山，同時令各部向城中飛射箭失，不過這些箭失並不傷人，只是在箭桿上綁了書信，大約在半日之內，漢軍很快往城中射進了數千封書信，都落在城中蜀人手中，而至於能起到什麼樣的效果，就只能靜觀其變了。
攻心的策略確實很快起了成效，是夜，外圍的士卒聽見城中頗有喧譁聲，再登高遠望城內，似乎有火光明滅不定，看樣子確實在城中引起了騷亂。但規模並不大，城外的漢軍還未來得及接應，城中的騷亂就已經平息了，並未能引起更大的暴動。這令漢軍頗為詫異。
在次日寅時，綿竹守軍突然開望椿門襲營，隨即與北面的漢軍展開激戰。戰場上殺聲震天，在其餘方向守備的漢軍也都在睡夢中驚醒，遙望西北天跡的火光，作壁上觀而已。很多投靠漢軍的蜀人都詫異地出營眺望，晝夜交際之時，綿竹城垣隱藏在濛濛薄霧之中，聽了一會，廝殺之聲不見稍減，反而有愈演愈烈之勢，這不禁叫他們頗為意外：到了眼下這個地步，城內的守軍竟然還有鬥志出戰，且頗有戰力，實在是叫人匪夷所思。
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過了一會，全軍果然收到了通報，說城中蜀人出精兵勐將交戰，雙方都頗有死傷。在漢軍方面，助軍校尉孔信被敵將梟去了首級。不過隨著漢軍各營逐步增援，蜀人打不開缺口，都從望椿門退回去了。
原來蜀人所出之兵乃是討逆將軍吳懿、安定中郎將劉循、蜀郡太守趙韙等部，人人皆著鐵甲，用鐵面具覆面出戰。將士多是百戰之餘，而劉循統領的更是從牢中放出的亡命徒，遠比一般蜀人難纏，故而漢軍被打了個措手不及，一時間竟讓他們突破了半里。
漢軍助軍校尉孔信見蜀人鋒頭銳不可當，就從側翼橫衝敵陣，意圖造成蜀人的混亂。孔信自恃驍勇，這一路走來，又助長了輕視蜀人的風氣，於是在入陣之時，身邊只帶了十餘騎，他又用白色羽毛點綴鐵兜鍪，在軍陣之中頗為醒目。由於戰況混亂，視線極差，一些弓兵不辨敵友，就朝戴白羽毛的地方亂射，竟殺傷了孔信的從騎，餘眾散開。孔信的身上也中了十餘支箭，因為甲厚，沒有受到大的傷害。
正在此即，與討逆將軍吳懿同行的劉循見到他單騎陷陣，旁邊沒有從騎保護，急忙提槊單騎回身挑戰，良馬對沖之際，兩人挺槊對刺，因為準備不足的緣故，第一次都刺空了。但劉循眼疾手快，在孔信還沒有抽槊的時候，他扔下自己的馬槊，轉而伸手去抓對方的槊杆，同時飛快抽刀，沿著槊杆向對方手心削去，一下削掉了孔信三根指頭。孔信痛呼出聲，緊接著就被劉循擒住脖頸，把刀尖沿著舌頭軟肉插了下去。鮮血頓時從口中汨汨外湧。劉循順利地割取了孔信的首級，又牽走了他的坐騎。
這一仗，漢軍雖然死傷不少，但卻擊退了樹人的突襲。蜀人退得倉促，留下了不少傷者，都成了俘虜。漢軍便透過審訊獲知了不少城裡的情況。從俘虜口中，得知斬去孔信首級的，是一名劉章之子劉循；城中還有高翔、樊友、詹晏、陳鳳、陳式等勐將；而且劉章已經傳信南中的董和軍團，大約半月後便能趕到，在南安遙為聲援。
而至於那些在城中作亂的蜀人，其實也並不多，大約也就寥寥數百人吧。劉章雖然外仁闇弱，但確實還是得到了綿竹本地百姓的擁戴，很多人都念及劉章及劉範的舊恩，所以並未隨從。而後繼續審訊俘虜，詢問劉章的勵軍手段。原來在圍城之後，劉章大開府庫，給城中將士人人賞賜財貨，又許諾說，等劉範回援後，必為他們請功賞田，他是這麼說的：“去年張遼去迎奉天子，釀成何等大禍，兄長都尚且提拔了校尉。要是保下了綿竹，將軍以下不足封賞哩！”話術雖然簡單，但真金白銀在眼前，本已頹廢的蜀軍軍心立刻大振，才有了這一日破曉前的反擊。
陳沖聽說陷陣的是劉章之子，不禁感慨道：“光陰不等人啊，劉季玉的兒子都到了陷陣的年齡了。”
既然勸降不利，眾將都來請戰攻城，陳沖也順勢應允。由於孔信輕率陷陣戰死，同他的從騎逡巡不前、救護不利也有關係。陳沖令孔信部下，全部身披白色抹布，作為主攻城西的先頭。又令馬超率軍屯於城北竹林前，這是因為蜀人屢出望椿門，或還將故技重施。故而將最精銳的扶風騎兵屯於城北，隨時準備迎擊蜀軍。
蜀軍大起土山，開始勐攻綿竹城後，蜀軍才知曉何為攻勢如潮。頭頂箭如排雲，門下衝車與發石車不息，加上如波浪般的鼓聲和喊殺聲，真叫許多蜀人喘不過氣來，只能負戶蒙楯，在城上拼死抵禦。綿竹城牆高峻完善，守城領軍將軍吳懿率左右親信數十，親上城樓，身當失石指揮防禦。
作為百戰老將，吳懿在軍中威望極高，蜀人見主帥毫無畏懼，親冒鋒鏑，無不感奮，乃將生死拋卻，與漢軍做殊死拼殺。接連一個晝夜下來，漢軍仍不能突破。攻者死傷累累。尤其城西戰鬥最為激烈，土山上下堆滿了白衣麻服的漢軍屍體。那是孔信所部，被勒令先登奪城，多數戰死在這一日一夜的激戰之下。
漢軍暫停攻城後，吳懿命將蜀軍中傷者抬下收治，而令人將郡府府庫中財帛抬上城樓，獎勵將士。府中存銀告罄，他就讓人到劉章府中，向劉章請求撥付王府財貨犒賞三軍。其實王府的財貨多被劉範帶到江陵去了，其餘人均不知情。劉章本可以回覆已無錢財，但思慮一番後，還是將自己的私財全部獻出，並對吳懿說：“宮中金銀不多，但還有數千匹錦繡，也可以作為軍資。”
此時子時已過，剛剛經歷了長時間的惡戰，城上城下都一片死寂，不管是蜀人還是漢軍，恐怕大多都帶著血腥味和汗臭疲憊地進入了夢鄉。吳懿不顧勞累，趕到城北望椿門，透過垛口子仔細觀察城外情形。他派人去叫陳式、劉循、高翔、樊友、詹晏等人，一起趕到城北商議。
陳式、高翔很快都來了，眾人等了一會，仍不見陳式、劉循到來。苦等多時，卻見從人獨自返回，他說：“兩位將軍都說守城勞累，待到明日天亮再商議不遲。若有差遣，隨時找人來叫就是了。”
吳懿無奈，只得對陳式等說道：“實不相瞞，城中糧秣雖多，但我手中能賞賜的金銀卻只有數箱了。”陳式等人早有所料，望著火把下吳懿佈滿血絲的眼睛。一時不知道該如何回答。吳懿用力拍拍陳式的肩膀，指著垛口外面漆黑暗澹的漢軍營說：“要想守住城，須得再打個勝仗，才能激勵將士。不要太氣餒，再堅持一月，估計殿下的大軍就到了！”
陳式慨然應諾說：“將軍都捨身包裹，我等自然也不甘落後。金銀不過是身外之物，別的不說，這城中十數萬百姓都將性命託付在我們身上，我們都雖死不辭！”
高翔也連聲應諾。於是又傳令下去，召集所部精銳將士共有三千餘人，打算在丑時時分再出去殺上一回。只是吳懿仍然惦記此前陳沖的策反手段，前夜雖然只有少數人鬧事，但還在準備謀劃的也不知還有多少，故而在等待的時候，他又問眾人，可見有什麼異常沒有？幾人沉思了一會，樊友忽然說：“我聽說許文休公和陳沖有世交，不知道有沒有這回事？”
許文休就是汝南許靖，在孝靈皇帝在位期間，他主持月旦評，品評天下人物，為九州士人所知名。只是董卓篡權以來，他顛沛流離，先後到過河南、兗州、豫州、揚州、荊州、交州諸地，一直到了炎興八年時才遷至益州。蜀中士林為此稱他為“倜儻瑰韋，有當世之具，當為士人之指南”，只是蜀王劉範對他一直並不重用，只掛個閒職，留在綿竹偶爾問事而已。
吳懿聽樊友提起這茬，頓時想起許靖這幾日闔門自守，與郡府毫無聯絡，這令他渾身打了個激靈。當即挑了兩百人，就往許靖府上奔去，把許靖全家上下抓個正著：原來他正在府中私挖地道，試圖以此投奔陳沖。
但奈何許靖名聲播流四海，身份極為敏感，吳懿也不敢自作主張，只好壓著許靖及其妻兒去面見劉章，劉章見狀也大感為難，他親手解下許靖身上繩索，喟嘆說：“我兄弟對文休公有何虧欠，竟欲就此遠去？”許靖窘迫不已，低著頭說：“既然為使君所抓，任憑處置便是。”但劉章以為此戰生死未卜，殺許靖也不足以安人心，反而容易生出變數，便並沒有下令處決，只是將他一家關押在王府地牢中罷了。