此时的沈庆之大军刚刚离开统万城，但是沈庆之提前派出三千骑兵赶往临沃接应。
魏国大军抵达临沃城外，拓跋焘亲自指挥魏军攻打城池。
魏军一开始就发动了猛攻，魏军打造一百余架投石车，轮番攻击临沃城墙，同时近两百架床弩也不停的向临沃城发射弩箭。
临沃城墙已经有地方开始破损，城墙上的床弩反击根本起不到作用。
刘义季心中担忧，看魏军的架势是想将城墙砸塌，然后攻破城池。
虽然临沃城并不十分坚固，但是想要砸塌城墙也十分不易。
临沃城危急，沈庆之也收到了刘义季的战报，沈庆之陷入了沉思，如今临沃城粮草不足，恐怕难以久守，不过临沃城丢失对于宋国十分不利。
临沃城外，宋国就有机会反攻五原，而临沃城丢失宋国只能撤回统万城了。
然而如今局势对于宋国极为不利，沈庆之也十分焦急，但是也无可奈何。
魏军攻打了临沃三日，宋军士气十分低落，而且城中粮草不足是谁都知道的。
就在这个时候，魏军开始准备登城了。
魏军迅速架设壕桥，然后其余器械接近城墙，宋军的反击并没有给魏军造成麻烦。
魏军的盾车抵挡住了大部分弩箭，魏军士气高涨，在架设好云梯后，开始登城。
魏军士卒遭遇到宋军士卒顽强的抵抗，但是魏军士卒依旧登上了城头。
刘义季率领亲卫加入了战斗，宋军受到鼓舞，渐渐稳定住了局势。
随后，宋军渐渐的将魏军向城下赶去，不过魏军并不甘心就这样失败，加强了攻势，两军陷入胶着。
不过此时魏军却鸣金收兵，魏军如潮水般退去，宋军士卒松了一口气。
刘义季凝重的看着城外，看来，临沃守不住了。
刘义季下令换防，然后打扫战场，加固城防。
此时沈庆之终于做出来决定，派人告知刘义季，撤出临沃城，和大军汇合，然后再反攻。
沈庆之可不希望刘义季出什么事，他知道这是刘义隆最看重的弟弟，当然不能让他出事情。
第二日，魏军发起了更加猛烈的攻击，虽然宋军依旧守住了城池，但是也付出了更大的代价。
魏军攻势越来越猛烈，城内的消耗也越来越大，城内仅存的猛火油和轰天雷都已经消耗完了，宋军伤亡也达到了三分之一，虽然魏军伤亡也不小，但是魏军人数是宋军的两倍，经得起这点消耗。
就在第三日晚，沈庆之的命令终于来到临沃城。
刘义季此时浑身浴血，已经十分疲惫，城内守军只剩下一万三千多人，伤亡七千多人。
在收到沈庆之的命令后，刘义季如释重负，随即下令准备撤出城池。
次日凌晨，宋军撤出城池，城内的粮草所剩不多，所以刘义季下令全部带走。
随后，刘义季率军向沈庆之靠拢。
当得知情况的拓跋焘反应过来的时候，宋军早就走远了，所以拓跋焘并没有追击，下令稳定城池。