但汉军早已防备，在每座土墩上都装有挡板，无论强劲射来的床弩大箭，还是呼啸冲来的火球，都会被挡板拦住，尽管曹军的攻势凶猛，但他们的攻击却无法有效射中汉军投石机。
这时，四十余架投石机已准备就绪，指挥台上挥动了进攻的旗帜，汉军投石机骤然发射，重达百斤的火油陶罐腾空而起，向城头呼啸射去，陶罐落在城头上，摔得粉碎，火油四溅，流满了一地。
“用泥沙！”
曹真大声吼叫，“用泥沙掩盖火油！”
曹军都知道该如何应对火油，用水没有用，只有用泥沙来掩盖，数百曹军士兵挑着泥沙从城下冲上来，但不等他们掩盖，四周曹军士兵便发一声喊，纷纷蹲下身体，汉军的第二轮投射发作了，第二轮射来的不再是火油，而是点点燃烧的油浆，仿佛天女散花一般，无数火点散落在城头，瞬间便点燃了城头上流淌的火油。
许昌北城头顿时浓烟滚滚，烈焰腾空，士兵们惊慌失措，掩着口鼻躲避烈火，而数千被抓来操纵投石机的民夫却恐惧之机，大喊大叫向城下奔逃，曹真大怒，一连挥刀杀了数人，却拦不住被吓破了胆的民夫，眼睁睁地望着成群民夫冲下甬道，不少人被挤下甬道，惨叫声此起彼伏。
这时汉军的火油陶罐接二连三地投向城头，北城头上的火势越来越大，连曹真也无法呆下去，被亲兵们拉下城头，最后，连城楼也滔天的烈火吞没了，包括许昌宫在内，靠近北城的数百座建筑也被殃及池鱼，悉数陷入大火之中。
刘璟居高临下，冷冷望着被大火吞没的北城，他并不急于发动进攻，而是命令东西两面城墙也同样如法炮制，从上午到下午，从下午到晚上，许昌三面城墙都陷入滚滚烈火之中，整个许昌城都被浓烟弥漫，民众和士兵都惊恐之极，纷纷向没有大火的南城撤离，军心崩溃，士气极度低迷。
连曹真也绝望了，他仰天长叹，曹丕令他不惜一切代价守住了城池，这让他怎么守得住？
到了夜晚，火势渐渐变小，三座城墙上被烧成白地，城头被烧得滚烫，根本无法立足，当然，汉军也无法攻上城头，但就在这时，火势刚刚熄灭不久的北城城墙之下，忽然出现了无数汉军。
汉军挖掘地道进入了城内，他们没有遭遇任何抵抗，越来越多汉军从地道钻出，不到半个时辰，六条地道内涌出数千汉军，他们迅速集结兵力，向北城门奔去。
恰好此时，曹真率领数千士兵返回北城，两军在北城内的大街上相遇，随即爆发了激战，大街上，近万军队在黑夜中激战，喊杀声震天。
曹真也杀红了眼，挥舞大铁枪在军队狂杀乱挑，汉军士兵先是兵力处于劣势，但很快，随着从地道，以及城头上不断杀来的士兵，汉军人数渐渐超过曹军，局势逆转，这时，北城城门终于被汉军打开，城外无数汉军汹涌杀入，杀得曹军士兵哭喊连天，四散奔逃。
曹真知道大势已去，调转马头向南城疾奔，他记得南城外汉军兵力不多，或许可以从南城突围。
但他的战马刚冲到南城城门前，却发现南城大门已被投降的曹军士兵打开，一支汉军迎面杀来，为首大将骑着一匹雄骏的白马，身披银盔铁甲，手中一杆亮银枪，颌下三缕黑须，目光如电，威风凛凛，正是汉军副帅赵云。
赵云也看见了曹真，一言不发，催马挺枪便刺，曹真早已心慌意乱，和赵云战了不到三合，卖个破绽，拨马便逃，赵云冷笑一声，催马瞬间追上，银枪一抖，大喝道：“拿命来！”
银枪如闪电，一枪从后面刺进了曹真的背心，枪尖从前胸透出，曹真大叫一声，当场毙命，赵云高高挑起曹真尸体，数千汉军顿时一片欢呼。
建安二十四年五月，汉军在一夜之间攻克了许昌城，曹军主将曹真被赵云刺死，许昌城失陷，许都失守使豫州震动，豫州各郡望风而降，颍川郡、陈留郡、汝南郡、陈郡、梁郡等等地方官纷纷表态脱离魏国，效忠汉王刘璟。
随着外围被扫清，洛阳已成为一座孤城，而此时，曹丕先后调用十五大军，部署在徐州以及沛郡、谯郡和山阳郡一带，以曹仁为主将，准备和汉军进行最后的中原决战。
此时，汉军面临着先攻洛阳，还是先打中原的选择。
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