护城河对于一座城池而言，既是一道有形的防线，亦是一道心理上的防线。曹军当着城头成千上万的守军掘土开渠，将郯城外围护城河内的水引到了沂水中去，不仅破开了郯城的第一道防线，也狠狠地撕开了守军心理上的那道防线，给防守士兵造成了巨大的震慑和威压。
等到河中水位下降的差不多时，曹操命令士兵将前几日挖渠所掘之土搬运到护城河边，然后全都丢进河中，看样子是要把整条护城河给填死，这让城头守军看了之后更觉恐惧，却是束手无策。
四面城门已经被堵死，从城上向下射箭因为受到射程的影响，效果并不理想，何况曹军还准备了大量用来掩护步兵的洞子车，所以城头守军只能看着曹军在城外动作。糜芳本来想动用床子弩对城外填土的曹军进行远程打击，却被太史慈阻拦下来。太史慈告诉糜芳：“床子弩主要用来对付曹军的大型攻城器械，若是此时用来射人，城内储备的弩箭根本经不住消耗，就算能够给曹军造成一定伤亡，但等到曹军四面攻城时，也会为此付出惨重的代价！”
糜芳有些焦急，总觉得坐以待毙不是办法，于是问太史慈：“难道我们就只能眼睁睁地看着曹军在城外任意施为？”
太史慈摇头说：“自然不可坐视不理，趁着曹军还未攻城之前，还可以做一些准备。”
“需要做哪些准备？”
“将城中止血疗伤的药材全部征集上来，把购自幽州的止血绷带分发到四门各军，组织教导士兵如何正确包扎使用；将百姓家中不用的铜釜、铁锅全部收上来，摆放在四面城头，下面架好火塘，准备好柴火、油脂和粪水等，一旦敌军攻城时。熬煮金汁，向城下泼洒，烫浇敌军……”
太史慈一口气对糜芳说了许多守城的办法。有的听起来令人觉得不可思议，比如用大锅熬煮粪便水然后向敌军泼洒的守城方法。就十分恶心，令人作呕。太史慈告诉糜芳，经过熬煮的粪水，不仅可以烫伤攻城的曹军，而且里面藏着许多病毒，凡是伤口被溅射到的曹军，就会感染疫病。给曹军造成严重的负担。
糜芳听的目瞪口呆，急忙按照太史慈的交待去进行准备，暗暗祈祷郯城这次能够挺住。
又是两日过去，郯城外围的护城河消失不见。曹军大规模的攻城行动终于到来。
这是一个天气晴朗的清晨，曹军分作三路列阵于郯城的北门、西门和南门之外，摆出了围三缺一的阵势，只留东门给城中守军逃跑和撤退。
北门上负责指挥攻城作战的是曹军右路主将曹真，曹操拨给他一万兵马。要求曹真务必要一鼓作气地夺下郯城北门。南门上负责指挥作战的是曹军先锋大将曹仁，曹操也拨给他一万兵马，要求曹仁尽快攻破南门，斩下守将张闿的头颅。西门上留有两万兵马，这次由曹操亲自指挥。曹洪和夏侯尚分别带队攻打一座城门。夏侯惇则仍率一万兵马屯驻于沂水西岸，防范开阳方向的臧霸。
曹军三路攻城大军按照既定的时间同时敲响战鼓，紧接着便是三百辆投石车从北、西、南三个方向一起向城头守军进行猛烈的抛射，等到各门城头的关楼和角楼都被石弹打成筛子之后，曹军推着井栏、轒辒车徐徐向城墙抵近。
北门营内，陈登和刘备已经于两日前返回，他们两家在郯城的兵力最弱，因此被混编在一起，合力防守北面的城门。如今大家都是一条绳上的蚂蚱，该死的糜芳又把所有分过曹家钱财的将士名单悬挂在城头，如果被曹军攻进城内，大家都不会有好果子吃，所以陈登和刘备现在也不敢再有别的心思，只能硬着头皮死守北门。
幸好，刘备手下有两个能力出众的好兄弟，所以当曹真指挥大军蚁附攻城时，城头的士兵倒也没有出现慌乱，在关羽和张飞的督战指挥下，死死地守住了城头。
只见关羽手持长柄的阔口大刀，身披重甲，踱着大步来回在城头巡游，还不时狠狠地向前劈出一刀，将刚刚露出半个头颅的曹军攻城先锋士兵劈得脑浆迸裂。
“诸位手足兄弟，今日切莫胆怯退缩，为了城内十几万百姓和你我的性命，一定要将爬上城头的曹军全都赶下去！”关羽浑厚有力的声音在城头不时响起。
另外一边，张飞双手紧握着那杆长柄的蛇矛，面露凶狠之色，浑身上下溅满血迹，正和士兵们一起将刚刚冲上城头的一股曹军围杀干净。
“兄弟们看到没有，曹军也没什么可怕！一样是爹生娘养的，挨上了刀斧矛戟，身上一样会有窟窿，一样会淌血！给我狠狠地杀！”张飞外形看似像个书生，杀起人来却像屠夫，死在他手下的曹军士兵已经有数十人，而且都是那种悍不畏死的小头目。
曹真看着冒死攻上城头的士兵一拨又一拨地被城上的守军围杀干净，然后又将尸体抛下城头，气得血灌瞳孔，恨不得亲自带队攻城。
南门城头，左臂中箭的张闿不敢有半分退缩，正在指挥手下士兵与攻打城头的曹军进行殊死搏斗。
“兄弟们，当初大家都参与了围堵袭杀曹嵩老贼的行动，今日我们若是不能守住此门，曹军攻入城内不仅我们无法幸免，就是我们的父母妻儿也要尽数被曹军屠戮！为了郯城，为了我们自己，今天就算把这一百多斤豁出去，只要郯城不失，回头还有人照顾你们的父母妻儿！”
跟随张闿的士兵们听了这些话，被迫着爆发出