眼见形势不利，吕布回顾薛兰、李封、侯成、宋宪等将，见其脸上皆有难色，顿时大怒，但又不想被刘备看笑话，强忍怒火，准备亲自带兵冲阵。曹军阵势严整，都是精兵强将，己方多为新兵，胜负难料啊。
刘备却先开口道：“将军已拔头筹，挫了曹操的锐气，不如下面给我军一个表现的机会，如何？”
吕布有了台阶下，大喜道：“固所愿也，未敢请尔。”
刘备看了一眼跃跃欲试的诸将，下令道：“扬武中郎将关羽、、征虏中郎将牵招听令！”
关羽、牵招应声出列，拱手道：“末将在！”
刘备道：“命你二人率扬武军、征虏军接应高、张等军回营。折冲军赵云、奋武军徐盛掠阵。”关羽、牵招、赵云和徐盛齐声道：“得令！”
关羽、牵招、赵云、徐盛立即奔下高台，骑上战马，驰回本部所在，向军队传达了刘备命令。关羽麾下朱樟、应举忙向部曲传达。牵招麾下两部军司马原为蒋钦、周泰，两人在与曹操南山之战中负伤，现在两部为其曲军侯蒋智、周和统领。蒋智、周和也都是悍勇之辈，闻战则喜，忙组织队伍。
不一时准备停当，关羽在左，牵招在右，统领着四千战兵，向曹军压去。阵容雄壮，喊声震天。尤其是扬武军，一直没有打上大仗，自关羽以下都充满一种求战的饥渴感，眼神中都带着灼热和杀气。牵招跌而复起，心中憋着一股气要证明自己，绝不愿意再给兄长丢脸，步伐坚定，眼神沉着，若曹兵敢前来阻拦，牵招誓要将其撕得粉碎。
赵云麾下严朗、刘福，横槊举刀，斗志昂扬，徐盛麾下赵均、裴成，挟盾擎矛，战意熊熊，在大营之前摆开阵势，准备一旦关、牵战事不利就根据刘备命令即刻出击。
徐盛身边跟着一人，身材极高，足有八尺，体貌魁奇，相貌堂堂，身穿铁甲，腰佩长剑，手执长矛，正是鲁肃。东平之战后，刘备将鲁肃贬为徐盛参军。其时徐盛为吕虔麾下军司马。徐盛因战功升迁，新组奋武军，跟吕虔一番争夺，终将鲁肃从讨逆军中带走，担任奋武军参谋。徐盛负责战斗训练，鲁肃负责军政教育，两人配合默契，将新组建的奋武军管理得井井有条。
曹操在城楼上望见四军气势，心中微惊，这四支人马或威武，或雄壮，或彪捷，或勇悍，统兵者皆不是易于之辈，己方也就是二夏侯乐李等人差相仿佛。刘备从哪里找来这么多猛将？
他沉吟片刻，不等关羽、牵招近前，就命鸣金收兵，夏侯惇本就占据主动，轻松脱离战斗，又将乐进军接应回来，一起缓缓退入大营。陈宫、高顺无力追赶，张辽独力难支，关羽、牵招距离太远，只能眼睁睁看着曹兵顺利回营。
用兵之法，十则围之。曹操城中有兵两万，旁边倚为犄角的大营也有兵两万，刘备吕布合兵六万，不足以围城。但曹操困守孤城，刘吕二人则可以在兖州各城大肆扩军，征集军粮，看起来时间越久，曹操就越困难。然而天下局势错综复杂，一旦时间拖久，袁绍就有可能大军南下，形势反而对刘吕二人不利。是速战速决，还是做持久之计，就成了刘吕二人需要做的决断。
刘备向吕布道：“袁本初虽有雄兵十万，但公孙伯珪鹰扬幽燕，张飞燕虎视常山，本初难有作为，不足为患。我等可广招军士，起高台，筑长围，将曹操困死在这鄄城之中。”
吕布道：“不然。曹操顽固，不惧久困；袁绍心雄，必会南下。我等还是尽快破城为上。”
刘备面有难色：“我部军我部远征而来，器械不全，攻城恐难建功。不知将军可有良策破城？”
吕布昂然道：“明日刘公且请坐壁上观，布自攻城，倒要看看曹操有何能为！”
刘备抚掌道：“大善！我为将军掠阵。”
陈宫鼓了鼓嘴，欲言又止。
次日，吕布果然亲自指挥攻城。他倒也不是一味蛮干，命薛兰、李封带领兵士筑起十几个高台，上面站了两千多名弓箭手，一声令下，纷纷向城中射箭。吕布跃马挺戟，卓立阵前，长戟一指，侯成、宋宪率兵背着沙袋，推着云梯、冲车，黑压压向城墙冲去。城上曹兵露出身影，向下放箭。曹兵弓箭手虽多，但有吕布军弓箭手牵制，并不能阻止吕军士兵跑到城墙外壕沟前，将沙袋用力丢了进去，眨眼间将壕沟填平。
第一拨填壕士兵退下，第二拨推着云梯、冲车的士兵很快到了近前。这云梯不同于此前刘备初入青州时的简易云梯，而是下有轮子、上有平台，立有举盾握刀的勇士，冲着城墙的一面还有挂钩可以勾住城头。十几架云梯车抵在城墙上，上面平台刚好与城头平齐。有个别云梯车上吕军勇士发一声喊，跳上城头，与城上守兵搏杀在一起。这是幸运的少数。
面对云梯车，城上早有准备，每架云梯车相对的城头上都出现十几个擎着超长叉子的曹兵，用力顶住云梯车，使其只差六七步而不得近前。又出现一些抬着大锅的曹兵，在弓箭手掩护下，用力向云梯车泼洒热油，还有投掷柴火的，然后燃烧的火把丢过来。云梯车顿时熊熊燃烧起来。上面的吕军勇士由于距离问题，无法冒死跳上城楼，只能从背面台阶奔下，一些身上着火的急切间有从云梯上直接跳下的，摔断两腿，大声惨叫。
侯成、宋宪大惊，连忙命令把云梯车撤回。但守兵的长叉设计极为巧妙，上有铁钩，勾住了云梯车，想撤回而不可得。宋宪亲自带人冲上前，扬土灭火，还好沙袋还有剩余。最终抢救回了五架云梯车，其余十几架都遭焚毁。这边一片混乱，推着冲车冲撞城门的也不顺利。
屯将侯三报告侯成，城内里面应该是已被土石塞死，冲车根本不可能撞开城门。
宋宪烟熏火燎，侯成灰头土脸，两人垂头丧气地向吕布报告攻城不利。吕布大怒，吼道：“再攻！”挂上方天画戟，跃马向城门冲去。侯成、宋宪大骇。陈宫脸上变色。单骑冲阵见过，谁见过单骑冲城？
刘备在后面看着也是讶然。众将议论纷纷。
侯成、宋宪只得跟随着吕布再次冲城。云梯车再次推上。高台上的弓箭手也卖命地向城中放箭。
吕布跃马奔到城前一射之地，一勒缰绳，战马嘶鸣着人立而起，停住脚步。吕布早弯弓搭箭，一箭射去。
城上曹兵远远看到敌军大员大将策马本来，正自惊讶。旁边有将领叫道：“像是吕布！”才知这就是号称“飞将”、杀董卓、破黑山的吕奉先，更加摸不着头脑。正议论间，一箭如闪电般飞来。
城上一员披甲曹将惨叫一声，面门中箭，从城头倒撞下来，摔成肉泥。
吕布眨眼间又发两箭。咄咄作响，被盾牌挡住。
城上曹军才发现被射死那人却是悍将曹熊。乃曹操族侄，为夏侯惇麾下一部之军司马。
吕布之后的两箭也是朝着披甲之人所射。不巧目标一个是史涣，一个是李乾，被两人轻松用盾挡住。
城上纷纷射箭，但绝大多数都未到吕布近前。偶尔有一支箭近前，也软弱无力，被吕布轻松挡下。双方距离太远，吕布的箭到城头上也基本上没有太大力量了，所以才被史涣、李乾挡住，曹熊身死属于骤出不意，没有防备。
吕布见箭已无功，重又举起画戟，督侯成、宋宪攻城。
酣战移时，五架云梯车全部损毁，吕军也曾有数十人短暂攻上城头，但都被曹军或杀或推落。最终侯成、宋宪付出近千人伤亡，吕布才悻悻下达撤军命令。