双方大军对峙在城外，气氛异常紧张。龟兹王站在城墙上，注视着城外的局势。他看到匈奴人大军被汉军骑兵冲击后便开始逃窜，但当汉军撤回时，他们又紧紧地跟了上来。与此同时，龟兹人的军队已经迅速集结，并在匈奴人的后方列阵以待。
刘胥观察到这一情况后，心中暗自思索。他意识到匈奴人似乎已经被汉军的强大气势所震慑，不敢与之正面对抗。于是，他果断向霍去病提出建议：“冠军侯，匈奴人如今显然畏惧我们，不敢正面交锋。不如让匈河将军以及宜冠侯带领轻骑兵，利用弓弩远距离射击匈奴人，将他们驱赶至龟兹人的身后。而您我则亲自率领步卒和重骑兵，直接冲击龟兹人的军阵。如此一来，必能打乱敌人的部署。”
霍去病听了刘胥的建议，眼中闪过一丝赞赏之色。他点了点头，表示赞同道：“好主意！大王不愧是天生的智谋之士。就按照你的计策行事！”随即，霍去病转身下达命令，匈河将军和宜冠侯领命而去，带着轻骑兵们展开行动。
只见匈河将军和宜冠侯率领的轻骑兵如一阵旋风般席卷而出。他们手持强弩，弓弦紧绷，箭矢如雨般射向匈奴人。匈奴人见状，纷纷惊慌失措地向后逃窜。轻骑兵们并不急于追击，而是保持一定距离，不断用弓弩射击，逼迫匈奴人朝龟兹人的方向靠近。
此时，霍去病和刘胥也毫不犹豫地率领步卒和重骑兵发起冲锋。他们身着重甲，手持锋利的马戟，士气高昂地冲向龟兹人的军阵。龟兹人原本以为匈奴人会成为他们的助力，但没想到形势瞬间逆转。面对汉军的猛烈冲击，龟兹人的军阵开始动摇，士兵们陷入一片混乱之中。
在这场惊心动魄的战斗中，汉军展现出了卓越的战术智慧和无畏的勇气。他们巧妙地运用了兵力，成功地将匈奴人逼入绝境，并给予龟兹人以沉重打击。战场上杀声震天，血雨腥风，胜负的天平逐渐向汉军倾斜。
败退的匈奴人和龟兹人如丧家之犬般狼狈地撤回延城，而冲了一阵的汉军则直到被城头密集的箭雨阻断才收兵回营。在接下来的日子里，投石车夜以继日地不断投掷石头，靠近汉军的南城城墙已经没有一处是完整的了，甚至有一段城墙已经完全垮塌。
随着时间的推移，投石车也多有损坏，尽管新制造的投石车一直维持在五台左右，但刘胥还是果断下令让完好的投石车加大对垮塌城墙处的持续攻击，直到将范围扩大到足以容纳百人通行才暂时停止。
此时，刘胥迅速换上狼牙棒，并命令投石机更换更小的石头，用以打击城墙后的敌军。他亲自率领第二团组成紧密的龟甲阵，扛起盾牌，义无反顾地冲向缺口。汉军的弓弩手紧跟其后，负责清理远处的敌军，同时其他汉军步卒也在霍去病的精妙指挥下，对城门和城墙展开了猛烈的攻势。
已经感到惧怕的敌军不敢直面汉军，躲在两侧还未倒塌的城墙后等待汉军入城后准备短兵相接，减少汉军的远程优势。