入夜之後，兩軍各自回營休整。
曹營大帳內燈火通明，曹操面色沉冷，心中滿是不甘。一日鬥將接連失利，麾下損兵折將，大軍銳氣大挫。許褚、夏侯惇立於帳中，二人皆面露愧色，心緒鬱結。
曹操環視眾人，沉聲說道：“鬥將之爭，我軍已然落敗。敵軍倚城而守，僅憑几員戰將便壓制我軍，此仇難消。”
他猛然拍案，下達軍令：“傳令全軍，明日天明即刻備戰，放棄鬥將，全力攻城！分兵攻打北、南、西三門，東門毗鄰汝南，只圍不攻。三面城牆外投石機、箭樓盡數啟用，晝夜猛攻，務必拿下南陽！”
軍令快速傳遍各營，四萬四千曹軍連夜修整雲梯、撞車、投石機，補充箭矢器械，攻城梯隊盡數編排完畢。
南陽城內，楚昀巡城歸來，與徐庶等幕僚、三員大將齊聚中軍大帳。眾人都清楚，曹軍鬥將失利，次日必然大舉來攻。秦瓊、冉閔、羅士信領命而去，連夜督促士卒加固城防，補齊箭簇與守城器具，整軍待命。
次日破曉，天光初現，城外曹軍戰鼓轟然響起。三路大軍同步推進，直撲城牆。數十架投石機同時運作，巨石呼嘯著飛向城頭，城上守軍也轉動機具還擊，飛石與箭矢在空中交錯紛飛。
曹軍步兵扛著雲梯、推著撞車，吶喊著衝到牆下。城頭將士舉盾防禦，弓手不停放箭，滾木、礌石接連拋下。楚昀站在北城牆高處，不斷派出傳令兵，根據各處戰況調兵支援。秦瓊、冉閔、羅士信分守三門，親自督戰，慘烈的攻防戰就此展開。
漫天煙塵之中，喊殺聲、兵刃碰撞聲、巨石砸擊城牆的聲響交織在一起。
北門之下，夏侯惇身先士卒，領著部下猛攻。曹軍士兵順著雲梯向上攀爬，城頭守軍揮刀挺矛，將登城之敵紛紛擊落。冉閔守在城頭，雙兵起落之間，斬殺無數攀城敵兵，曹軍數次衝鋒都沒能靠近垛口。
南門戰況同樣激烈，曹軍梯隊輪番上陣，攻勢一波接著一波。秦瓊手持馬槊往來奔走，哪裡防線吃緊便趕往何處支援。守軍軍心大振，死死守住陣地，一架架雲梯被掀翻，攻城撞車也被滾木砸毀，敵軍始終無法突破防線。
西門之外，許褚赤膊持刀，親自護著雲梯抵近城牆。羅士信立於城頭，目光緊盯城下。每當有曹軍士卒攀上牆頭，便被他揮槊挑落。城下箭石如雨，曹軍衝鋒隊伍傷亡不斷，卻始終不肯後退。
雙方投石機持續對轟，不少機具被巨石砸毀，操作人員死傷不少，兩側兵卒依舊抓緊時間搶修。城牆外壁佈滿凹痕，血跡順著磚石蜿蜒而下。城頭守軍輪番補位，傷員迅速被替換下去，整條防線始終穩如磐石。
激戰從清晨持續到正午，烈日高懸，重甲在身的將士大汗淋漓，廝殺卻未有片刻停歇。城外地面屍骸遍地，鮮血浸透了泥土。
午後暑氣更盛，曹操見久攻不下，不斷調派生力軍替換疲憊士卒，催動全軍加緊進攻。曹軍踩著同伴的屍體，依舊瘋狂架梯登城。
西門處，數名曹軍藉著雲梯攀上垛口，羅士信跨步上前，馬槊橫掃，瞬間將來敵盡數斬殺。許褚在城下看得怒火中燒，幾番衝鋒都被城上箭石阻攔，始終無法與對手正面交鋒。
南門一處垛口一度被敵軍突破，數名曹兵翻上城頭。秦瓊火速馳援，槊影翻飛，轉眼便將闖入之敵斬殺，又指揮士卒迅速修補防線。城外曹軍見狀，攻勢再度加劇，箭矢密如驟雨，城頭守軍前仆後繼，堅守不退。
北門的夏侯惇改變戰法，令士兵結成盾牆，緩步推進至牆下遮擋箭石，集中力量登城。冉閔居高臨下，鉤戟扯斷雲梯，雙刃矛直刺盾後士卒，曹軍盾陣接連出現裂痕，傷亡不斷增加。
楚昀見敵軍攻勢兇猛，傳令將城內儲備的滾木、火油全部運往三面城牆。待到新一輪敵軍衝到牆根，大鍋傾覆，滾燙的火油傾瀉而下，城下慘叫連連，沾到火油的兵士瞬間被烈火包裹。
火勢蔓延，引燃了雲梯與攻城器械，曹軍只得暫時後撤，忙著撲滅火焰、收拾殘局。守軍趁此間隙救治傷員，修補破損的垛口，重新整肅佇列。
這場攻城戰一連持續了三日，曹軍日夜輪換進攻，卻始終沒能登上城牆半步。南陽城頭守軍排程有序，人員充足，不見絲毫疲態。
第三日午後，曹軍收兵休整。中軍大帳內氣氛壓抑，連日苦戰讓將士個個面露倦容。一名將領出列拱手：“丞相，我軍連攻三日，傷亡已達七千八百餘人，折損甚多。只是城頭敵軍依舊人數眾多，看不出疲敝之態，實在蹊蹺。”
曹操面色沉鬱，開口問道：“荊州方向可有訊息傳來？”
負責聯絡的軍吏上前回話：“回丞相，荊州那邊目前還沒有訊息傳來。”
曹操略一思索，眼中戰意未減，沉聲下令：“敵軍有輪班值守，我軍損耗不小，城中守軍也必然已是強弩之末。傳令各部，今夜安心休整，明日天明，繼續全力攻城。”
軍令傳遍各營，士卒們抓緊時間休養體力，檢修各類攻城器具。
南陽城頭之上，楚昀巡遍北、南、西三門。麾下將士輪值有序，糧草、箭矢、火油等物資儲備充足。秦瓊、冉閔、羅士信各守防區，甲冑上沾染血汙，依舊挺立城頭，注視著下方的曹軍大營。
