太宗聽探馬來報，耶律奚底在得勝口以青幟招容殘軍，意欲重整兵馬來戰，怒道：“這耶律奚底實在可惡，前者襲我軍於沙河，今又在得勝口招納殘部，想與我軍對抗。不滅此賊，難平心中之氣。”於是命部下北擊耶律奚底。
宋軍一到，耶律奚底便假意逃竄。宋軍心高氣傲，一路追殺到清沙河附近，遼軍突然分作兩路。
這時，一彪遼軍突然從宋軍後方殺出，正是耶律斜軫引所部兵馬殺來。宋軍後部大亂，正要回頭，遼軍又從兩翼殺來，宋軍遭到三麵夾擊，死傷過半，見三麵被圍，隻能向著清沙河中逃竄，遼軍一路追殺。直到晚間，援軍才趕到，遼軍卻早已退出清沙河外。
耶律斜軫大敗宋軍的消息傳到了幽州城內，韓德讓奮力拍案：“打得好！隻要有南院大王在，幽州城便不會失。來人，這好消息要廣為散布，讓滿城軍民都知道，南院大王與幽州同在。”幽州軍民得此消息後，人人振奮，不再畏懼宋軍。
此後數日，太宗求戰不得，心裏又急又恨，急召眾將商討破敵之計。
這時都虞候崔翰進言：“陛下，如今這耶律斜軫在清沙河一帶虛與委蛇，實乃是緩兵之計，等待遼國大軍來援，其心無非是要保幽州不失。如果我軍能一鼓作氣拿下幽州，耶律斜軫見老巢已失，便再無頑抗之心了。”
這時楊業急忙進言：“崔將軍所言有理。耶律斜軫所部萬餘人，確是在與我軍糾纏，以待援軍。然末將以為，此時總攻幽州不妥。遼軍雖不足與我軍決戰，卻常襲擾我軍背後。幽州守軍見耶律斜軫所部仍然存在，便會赴死抵抗。幽州隻可巧奪，不可強攻。”
太宗再三思慮之後，對眾將說：“諸位皆言之有理。以我看來，留一隊人馬與這耶律斜軫糾纏，防止他從後軍偷襲。大軍兵圍幽州，發起總攻。隻要拿下幽州，遼軍來援也無濟於事了。”
楊業想再勸，礙於降將身份，不便多言。
於是，總攻幽州開始了。
宋軍攻勢十分凶猛，烽火連天三日不絕。宋軍架雲梯，安洞子，如螞蟻一般往上湧。遼軍拚死抵抗，幾日下來，隻見城下宋軍屍體已經堆成了山卻仍不顧性命地往上衝。
遼軍守將見宋軍如此，於是乎手書太宗，具陳歸降之意。
太宗得書大喜：“這鐵林軍乃是遼軍的重甲軍，實為遼軍精英，如今要歸降我大宋，我看這幽州城不日就可攻下了。”於是太宗回書遼軍表示同意。
李紮盧存見了太宗手書，自己引兵於夜間歸降了。第二日，韓德讓見鐵林軍歸降，其餘很多將領抗戰的決心也大不如前，城內軍心不定，於是急調城外守軍耶律學古等人聯合守城。
宋軍又繼續連攻幾日，仍沒有起色。
太宗見策反失敗，強攻又不行，思索再三，命三百名精壯士兵夜間偷襲，被韓德讓發現，韓德讓大喊一聲：“賊軍哪裏走！”遼軍將這幾百名士兵活捉。第二天早上將他們押在城頭，羞辱宋軍。
太宗並不理會，繼續想方設法奪城——把隧道挖進城內，再偷襲城門。不料耶律學古在城內巡視，見一老嫗在路上啼哭，遂問她緣故。那老嫗說：“我家那老宅不知何緣故，一麵牆塌掉了，把我那老伴壓死了。”耶律學古頓生疑竇，急忙派人查看，發現宋軍的隧道。這條隧道從城牆下穿過，已經快挖到城門邊上。耶律學古命人引城中河水灌入其中，宋軍有一小股士兵被淹死在其中。
太宗的計謀又落空了，隻能再次強攻。