可汉军不会等待吴人的援军，在雾气消散，天地间露出坦荡的景象后，河边便响起了隆隆的鼓声，于是成千上万的汉军士卒就如同黑压压的蚂蚁般，一步一步向彭城压来。由于吴人少马，不能出城突袭，所以汉军甚至没有像往常一样先起土山，而是直接领了数十台发石车在城前停驻，只要重甲的步卒结好了阵势，后面的发石车就信步跟上，打算向城中抛掷石块。
吴人士卒见状，纷纷向下抛射箭矢，霎时间箭如雨下，令人喘不过气。但是一连吴人一连射了小半个时辰后，城下结阵的汉卒中虽有不少人身上插满了箭矢，好似刺猬一般，但因此而死的却不过十之一二。其余人依旧推动发石车前进，并滚来数十块打磨好的圆石用作破城。城南的三十辆发石车停在门前数十步，随鸣镝同时而作，大石破空，应声而撞。而在这一日内，汉军也没有任何丝毫节制的意思，竟将准备的两千块滚石尽数抛出，巨声隆隆，好似怒潮摧蹦，天翻地覆一般。不过短短三个时辰，彭城的南墙便因此出现了大量缺口，有些部位因摧毁过甚，已有倾塌之像。
而当夜汉军收兵，细数一日的损失，受箭伤的士兵虽然不少，大约有两千余人，可大多都是外伤，并无大碍，被射中面目的死者野菜堪堪过百而已。
吴人对此也心知肚明，当夜焦触召开军议，问众将如何守城，多不能答。有人向焦触低声说：“如今袁使君已死，淮北已成孤军，固守又能如何呢？我看孙使君也没有死守的意思，不如早点撤军，往南边撤吧！”焦触听闻，立刻否决道：“我等去了南边，定然就做了小儿走狗，将来哪里还有自由？这不成。”但那人反驳说：“可若命都没了，要自由何用呢？”焦触黯然不语。
次日凌晨，下邳的刘晔遣使回信，信上只说了一句话：“三日之内，候君下邳，三日不走，我自南去。”焦触不料刘晔竟如此果决，一时无语，最终只得同意南撤。
为了迷惑汉军，这一日吴人彻日苦守，甚至还罕见地出城反击，欲作摧毁石车之状。关羽对此看得分明，立刻调骑兵迎击，出来的吴人根本不是对手，只能留下数百具尸体匆匆后退。当日夜里，他们就把城中的船只都调了出来，转移到泗水之中，草草装了些粮食与箭矢后，其余什么也都顾不上了，近万守军就乘着夜色往南划船。第二天一早，汉军再看彭城，只见破碎的城墙下，虽然还有千余面旗帜，但里面的军人完全失去了踪影。
但这完全落入了关羽的圈套内，他分兵两千占领彭城，由杨阜与郭淮统领大部，自己则率骑兵快速追击焦触水军，焦触刚抵达下邳不到一个时辰，下邳的守军便远远望见了汉军旗帜。
此时的刘晔也基本猜到了汉军的布置，但又能如何呢？不走也是死，走还有一线生机，还是赶快往南走吧！就在焦触率众赶到的当夜，刘晔连让人休整的时间都不给，连夜撤出了下邳城，临走之前，他将城池付之一炬，随后头也不回地沿祖水向东南狂奔。
战事到了这个地步，徐州的归属已经注定，而唯一有悬念的，是汉军能否提前截住吴人的淮北兵团。
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