北衛(wèi)城大戰(zhàn)之后的第三天，烏利可汗率領(lǐng)柔然主力到達(dá)了野孤嶺前線(xiàn),。這位身經(jīng)百戰(zhàn)又有雄才大略的君王沒(méi)有責(zé)罰扎蘭丁和失烈門(mén),，而是先祭拜了野孤嶺戰(zhàn)場(chǎng)，又祭奠了在北衛(wèi)城戰(zhàn)死的將士,，并派出了大量小股騎兵到大同周邊進(jìn)行哨探,。當(dāng)確認(rèn)雁門(mén)關(guān)外并無(wú)周朝援兵后，他親率十萬(wàn)兵馬一舉包圍了大同城,。之后,，烏利可汗讓部隊(duì)進(jìn)行了兩次試探性的進(jìn)攻,，結(jié)果都被擊敗。隨即,，他命令大軍在大同城外挖塹筑壘,，打算長(zhǎng)期圍困該城。
針對(duì)柔然人的部署,，宋啟愚也對(duì)城防進(jìn)行了相應(yīng)的調(diào)整,。考慮到朝廷援軍在短時(shí)間內(nèi)難以到達(dá),，又念及敵人兵力強(qiáng)大,，不能馬上擊破，宋啟愚隨向東邊的張洪濤和西邊的張永德發(fā)信求助,。由于西北地區(qū)也在抗擊柔然和西羌的進(jìn)攻,，無(wú)力它顧，所以張永德并未理睬關(guān)北來(lái)的信使,。倒是燕熱宣慰使張洪濤在了解了關(guān)北戰(zhàn)況后,，下令媯州、武州等地抽調(diào)部隊(duì),，伺機(jī)支援大同,。可是,，武州鎮(zhèn)守使馬慶明因怨恨宋啟愚彈劾過(guò)其子馬健東,，以本地也有戰(zhàn)事為名，拒絕出兵關(guān)北,，并扣下了宣慰使司發(fā)往其他各州的調(diào)軍文書(shū),，致使支援關(guān)北的軍隊(duì)始終未能組建。
烏利可汗在圍城半個(gè)月之后,，對(duì)大同城發(fā)動(dòng)了進(jìn)攻,。宋啟愚登上城樓，迅速判斷了柔然人的攻擊重點(diǎn),。他對(duì)身后的將領(lǐng)們說(shuō)道：“從地形上看,，北衛(wèi)城地勢(shì)最高，西衛(wèi)城次之,，敵人一定會(huì)重兵攻擊這兩處,。而東衛(wèi)城和南城，敵人均要仰攻,，需付出較大代價(jià),。故而，段衛(wèi)國(guó),、曹可用,?！倍⒈┒Y道：“在?！彼螁⒂廾畹溃骸澳愣思纯填I(lǐng)三千兵馬到北衛(wèi)城去,，跟那里的莊必成、宋啟智一道固守城池,?！倍⒋鹆寺暿牵D(zhuǎn)身下城,，點(diǎn)兵前去御敵,。宋啟愚又命令說(shuō)：“吳襄，常斌,，你們領(lǐng)三千兵馬到西衛(wèi)城,，跟李開(kāi)復(fù)、董陽(yáng)共同打擊敵軍,?！倍㈩I(lǐng)令，往西衛(wèi)城去了,。接著,，宋啟愚又命令張廣勝和伍名帶著一千弓箭手加強(qiáng)東衛(wèi)城防御，郭林和姚凱帶著一千士兵加強(qiáng)南城防御,。待眾將走后,，宋啟愚叫過(guò)毛小和申鯉,，讓他們各帶兩千兵馬隨時(shí)準(zhǔn)備增援各處,。最后，宋啟愚跟余天錫說(shuō)：“該讓炮隊(duì)一顯身手了,。你們訓(xùn)練得怎么樣,？能投入戰(zhàn)斗嗎？”余天錫興奮地說(shuō)：“咱這五百人早就準(zhǔn)備好了,，隨時(shí)都能上戰(zhàn)場(chǎng),。”宋啟愚堅(jiān)毅地說(shuō)：“好,。等敵人的第一輪攻擊結(jié)束,，我就大體上能判定出他們究竟要強(qiáng)攻哪里。到時(shí)候,，你把三十門(mén)大炮全都架上城頭,，集中攻擊柔然人的沖鋒部隊(duì)，消滅敵人的有生力量,?！庇嗵戾a大聲叫嚷道：“末將遵令,。”
從辰時(shí)開(kāi)始,，柔然大將哈量臺(tái)命令部隊(duì)反復(fù)沖擊著北衛(wèi)城,。四千多柔然騎兵來(lái)回奔馳，箭發(fā)如雨,，器械部隊(duì)運(yùn)送著砂石木料上前填埋河道,。城上的莊必成、宋啟智等將領(lǐng)則以弓箭,、床子弩還有拋石車(chē)打擊著敵軍,。不時(shí)有將士倒下，雙方的傷亡都很大,。在東衛(wèi)城,，張廣勝和伍名也在奮力抵擋來(lái)自扎蘭丁的攻擊。在南城,，失烈門(mén)親臨一線(xiàn),，與士兵們一同攻城，甚至在身中兩箭的情況下,，也不愿后退,。戰(zhàn)斗最為激烈的，當(dāng)屬西衛(wèi)城,，柔然宰相摩柯莫命五千重裝騎兵前出到護(hù)城河邊,，掩護(hù)后面的器械部隊(duì)架設(shè)浮橋。由于這些士兵和戰(zhàn)馬通身都有重甲保護(hù),，動(dòng)作雖然遲緩,，卻不會(huì)被弓箭所傷。這給周軍造成了極大的困擾,。董陽(yáng)惱怒地擂著城垛罵道：“媽的,，這些狗日的‘鐵浮屠’，咋就射不死呢,！命令拋石車(chē)加快拋射速度,，一定不能讓他們把浮橋架起來(lái)?！本驮谶@時(shí),，一支雕翎向他面門(mén)飛來(lái)。董陽(yáng)想躲已經(jīng)來(lái)不及了,。他只能最大限度地向旁邊甩頭,。就聽(tīng)“嘣”的一聲，董陽(yáng)中箭，摔倒在幾尺開(kāi)外,。身邊的士卒趕緊上去搶救,。董陽(yáng)滿(mǎn)臉是血，嘴里還噴著血沫說(shuō)：“托木豆,，樓了個(gè)的破了……”幾個(gè)親兵聽(tīng)不清楚他說(shuō)什么,，先幫他檢查了傷勢(shì)，這才發(fā)現(xiàn)他的幾顆牙齒被箭鏃擊落,，腮幫子上還被射穿了一個(gè)洞,。在不遠(yuǎn)處指揮作戰(zhàn)的吳襄跑過(guò)來(lái)，一邊讓人替董陽(yáng)上藥包扎,，一邊吩咐說(shuō)：“奶奶的,，讓大伙把箭頭都沾上桐油，用火箭射他們,。你們?cè)偃フ{(diào)幾架床子弩來(lái),，射穿了這些混蛋?！?