对于幽州，赵光义志在必得，四面攻城，亲临前线指挥强攻（乘辇督攻城）。
赵光义命有关部门抓紧打造八百门攻城炮，限期半个月。攻城八作壕寨使赵延进同志仅用八天就完成任务，受到赵光义的特别表扬。
在宋军强大的攻势下，城内守军不断阵前投诚，例如辽建雄军节度使刘延素、渤海部酋长大鸾（又作“达兰罕”，长期以来我都误读为“汉兰达”）、幽州“山后八军”军官、蓟县百姓……
河山只在我梦萦，祖国已多年未亲近，可是不管怎样也改不了我的中国心。幽云十六州被割让给辽国已有60余年，如今的幽州百姓很大一部分从出生那天起就是辽国护照，从未目睹过祖国的繁荣，然而他们的祖先早已把他们的一切烙上中国印，他们身体里澎湃着中华的声音，无论何时无论何地，心中一样亲。
用辽国人的话说，城中居民多数都怀有二心，他们对中原有着不可磨灭的民族认同感，非我族类其心必异！见宋军势大，他们纷纷倒戈投诚，幽州形势岌岌可危。
古人云，一鼓作气，再而衰，三而竭。宋军围攻幽州十余日，声势虽浩大，但始终未能攻克外城，士兵的厌战情绪开始蔓延，物资转运也开始吃力，战争天平开始向防守方的辽国倾斜，赵光义对此忧心忡忡。
赵光义分析总结了收复太原的经验，认为阻断援军是攻城战的重要一环。消灭援军，就会动摇守军意志，再配合强大的攻势，便可不战而屈人之兵。于是，赵光义下令对沙河的耶律斜轸部发动攻击，意图把他们逼回辽国腹地，使幽州沦为孤城。
经过一日的激战，宋军凭借人数优势再次获胜，辽军稍稍败退。有道是英雄所见略同，耶律斜轸亦知援军存在的重要性，胜败不重要，重要的是要有存在感，哪怕只剩一人。辽军虽处劣势，却仍凭险据守，与宋军艰难对峙。
耶律斜轸如打不死的小强，既不能被全歼，也不能被打溃，赵光义又将重点放在了攻城上，除了常规的云梯、洞屋还有新赶制的八百门他娘的意大利炮之外，宋军还玩儿起了地道战（穴地而进）。守军则是兵来将挡水来土掩，一一化解。
宋军精挑细选出三百敢死队，在夜色的掩护下企图偷偷攀登城墙，结果被辽将耶律学古发现并一举擒之。
幽州之战陷入全面的僵持中。这时候，辽国的第二波援军赶到，其主将是辽国名将——耶律沙，另派耶律休哥接替败军之将耶律奚底的职务。
听说辽国又派援军，赵光义就又把重点放在了阻击援军方面，指挥大军前往阻拦，双方在高梁河相遇，于是爆发了着名的高梁河之战，而赵光义也因此一战封神——高梁河车神。
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