山穀那一仗，黃巾軍大敗，損失十幾萬，但是黃巾軍勢大，經此一敗，還有三十萬。而曹軍雖大勝，但是本身曹軍就人少，這一仗又損失了三萬，曹軍在各城裏的兵力加起來才總十二萬，所以曹軍總體來說來還是很脆弱的。所以曹軍就又在兗州和東郡招募了能征者三萬，各軍大量奔向兗州城，所以兗州城裏還有大軍十萬。
大軍休整了兩天又應該作戰了。當然首先還是要開大會了，於是眾將又齊聚在議事廳中。曹操問道：“諸位，雖然我軍大勝，但是昨日細作來報，黃巾從兗州南部大量調兵來到钜平。目前钜平城附近三十裏內已經有黃巾軍三十萬，而我軍隻有十萬，我們應該怎麼辦呢？”荀彧走了出來說道：“主公，敵軍雖然經曆了一次大敗，但是對方的兵力卻是我軍的三倍，所以我認為我軍不可輕敵。黃巾軍雖多，但是新敗以後，士氣低落，我認為我軍應該窮追猛打，不應給予他們喘息的機會，否則他們在人數的優勢就會慢慢顯現出來。”曹操聽後點了點頭，讚許道：“荀彧說得是，那麼大軍就去準備，今夜隨我再次夜襲。”眾將剛要散去，突然進來一個士兵，大聲說道：“稟曹操軍，城門外突然出現大量黃巾軍。”曹操眉頭一揚，問道：“多少人？”那士兵說道：“不知道，黃巾軍連綿到天邊，數都數不請。”曹操說道：“下去吧，曹洪在城裏留下一萬部隊機動，其它人率軍上城迎敵。”眾將應了一聲然後就都下去了。
待曹操、曹仁、於禁等人上城以後，隻見城下黃巾軍陣營非常強大，前後相距一裏，而四個城門都被團團圍住。見到曹操等人出現，一個黃巾將軍大聲怒罵：“城中的鼠輩，前幾天你們用奸計殺了我軍幾萬軍隊，但是今天你們被圍起來了。現在我有大軍三十萬，你等快快開城投降，我饒你們不死，否則破城之後，男子殺盡，女子擄盡，房屋燒盡，錢財搶盡，雞犬不留。”曹操笑道：“此人胃口不小。”然後對身後的三軍說道：“傳命下去，不準出戰，違命者斬，你們在此監視黃巾軍。”
黃巾大將一看曹軍並不想出城交戰，於是手一揮。於是黃巾拿著自製的雲梯就衝了上去。於禁一看黃巾軍要強行攻城，於是就叫士兵將早已準備好的大石、強弓準備好。黃巾軍很快衝到了城下，架起雲梯。然後黃巾就開始朝上爬，曹軍就朝城下放箭、滾石，一時之間，黃巾士兵有很多被從樓梯上打下來，有的是中了箭，有的是中了大石，一個一個黃巾士兵重重地摔在地上。但是黃巾軍人多，還是前仆後繼地向上衝，所以曹軍就開始采用更加更凶猛的搏殺。曹軍開始用大戟將黃巾軍的雲梯推翻，或是用油往黃巾軍的雲梯上潑，然後朝上麵射火箭。本來農民軍的雲梯就少，又經過這一場打擊，很快黃巾軍的雲梯就燒毀的差不多了。至於城門方向的衝車也被曹軍用大石砸壞了。就這樣黃巾軍的攻勢就被挫敗了。黃巾將領非常生氣，一跺腳，大喝道：“放箭，射死這群賊子。”就這樣黃巾軍開始朝城內放箭，射死不少曹軍，可是沒有了攻城器械，他們還是不能攻進城來。黃巾將領沒有辦法，隻能在城下辱罵曹軍，但是曹軍在主帥的嚴令下並不出戰。黃巾武將隻好在離城十裏的地方紮營，同時命令後方運送攻城兵器。
晚上，三更，兗州東門，三軍齊集，曹操走到大軍前麵說道：“兄弟們，外麵就是殺我戰友的黃巾暴民，外麵就是殺我百姓、奪我財產的暴民，聽令，現大全軍衝出去，一把火燒死他們。”於禁看了看周圍的士兵，隻見大多數士兵都帶著火把，還有大約幾千支箭。於是於禁走過來說道：“主公我軍的弓箭不足啊，要把黃巾軍全燒死恐怕不易啊。”曹操一看，確實這樣，於是就說道：“呆會七萬大軍分成四隊，分別在黃巾軍營的東麵、西麵、南麵放火，同時大聲鼓噪，最後一隊隨我行動。全軍出發。”前三支部隊就開始朝黃巾軍營進發，而曹操則朝另一個地方行進。很快三支部隊到達黃巾營外，而黃巾軍因為上次曾被曹軍夜襲過，所以多了個心眼，雖然大軍仍然睡下了，但是在大營內的哨兵卻比原來多了一倍，還派出了少量士兵在外麵偵察。可是這些士兵因為人少而且連日征戰，早就疲憊不堪，所以大部分都被曹軍抓了。
黃巾大帳內，劉寶剛睡下，突然闖起來一個哨兵，剛要說話，隻聽見營外突然喊聲大作。然後就是數千支火箭射了進來，然後就是大聲的呐喊，說要“活捉劉寶”，劉寶一驚，從床上爬起來，叫全軍迎戰，可是全軍才被曹軍打敗過一次，現在又是在伸手不見五指的夜裏，所以大營內一片混亂。正在這時，於禁率兵從南麵衝了進來，東麵和西麵也有曹軍衝了進來，兵雖不是太多，但是現在大營一片火光。有些黃巾軍剛從睡夢裏醒來，沒有拿兵器，有些雖拿了兵器，但是滿天的大火，能為什麼作為，黃巾軍救火還來不及，怎麼作戰呢？劉寶看敗兵已無法收拾，於是帶領全軍朝北麵退去。曹仁帶著一萬人在黃巾大營裏解決沒有來得及跑的敵軍，而於禁則率領三萬追趕黃巾軍，而池風則帶領二萬部隊走進了黑夜之中。