大同城本身是以军营、官署为主的大‘军营’，士兵家眷主要居住在南城一带，而普通老百姓则集中居住在南方的老城，所以这座坚城完全就是一个军事要塞。
早在大战来临之前，将士家眷已经把家财转移老城到老城的宅子，整个巨大的城池除了隋军士兵和助战的民夫、工匠以外，已经空无一人，甚至连战士食用的食物，也是百姓们每天从南城城外的临时“厨房”送来，所以城内除了空荡荡的建筑物，再也没有一样有价值的东西。
突厥士兵占领了北城城墙以后，一些人跑到城楼第一层，他们拼命的推动绞盘，把厚重的城门抬升上来，城外士兵见到久攻不下的城门终于被打开，顿时暴发出了惊涛骇浪一般的欢呼，精神抖擞的纷纷向城门汹涌而去，很快就把城内一条条沟通南北的大街小巷挤得满满当当。
被胜利激励得士气大振的突厥士兵，并不知道大同城南北两道城墙都是防御北方来犯之敌，隋军在北城失守以后，可以继续用之前的办法在南城坚守，而且形同瓮城的城池左右是高大山体，上面早已布置了投石车、滚木礌石等等守城之物，只要左右两面把这些东西往山下砸，整座城池都被摧毁干净。
可以说，大同城完全是一座专门用来对付突厥人的极其歹毒的城池，此城如此设计的原因，是因为突厥人多次从大同城方向入寇中原，给凉洲带来了一次次惨痛的灾难，建成至今，一直以为百姓们抵御了来犯的小股游骑。
此时城内挤满了数万名突厥士兵，他们高举盾牌，在远离南城城墙的空地上向城头射箭，但隋军有城墙可倚，他们半蹲在城上，用弩箭向下面还击，将敌军射杀得伤亡累累。
张须陀站在城楼上注视着源源不断涌入城中的突厥士兵，这帮不知死活的强盗，真以为进入城就可以抢特抢了，却不知这是一个巨大的死亡陷阱。
“张司马，烽火点燃了。”一名士兵指着西边的山势大喊道。
张须陀回头一看，只见一柱烽烟在山上腾空而起，这表示史万岁的大军已经到达二十多里内了，他目光又转向北城门，那里还有突厥不计其数的突厥士兵涌来，更有一些着急的士兵通过云梯车、井阑登城，然后朝南边狂奔。
而且布在北部山上的士兵还没有发出信号，显然后面还有不少突厥士兵，他要将这些人一网打尽，岂能现在就把杀招使出？
“我知道了。”张须陀淡淡的说道：“等敌军全部入城了再说。”
又过了一会儿，阴世师奔了上来，高声道：“张司马，杨善会和李靖内时让人在山上舞动旗帜，敌军已经全部入城了，我们是不是可以动手了？”
“敌军尚未远离北城，耐心再等等片刻！”张须陀沉吟半晌，笑着说道：“如果现在就放火、放下滚木礌石，肯定还有许多人可以逃走，这于我们大隋利益不合。我们要是多杀一个人，突厥以后就少一名战士和牧民、我们就少一名敌人。反正这些强盗已经是锅里的肉了，咱们不着急。”
“喏。”阴世师也笑了起来。
……
阿史那合真也随后军涌入了城内，他本来还沉浸到攻克大同城的兴奋之中，可是当他看到城南还有一座和外城一样高、且是防御北方的城墙时，他笑容都僵在了脸上。
一般来说，隋朝城池的四面墙都是箭头朝外，只要攻城一面城墙，就可以以此为据点，向两边开杀，然而大同城的却打破了常规，南北两道城墙都修在陡峭的山势之中，抛开被挖得陡峭的山体不论，两城完全就是单独的存在，更可恶的是，两城竟然都是防御北方、箭头朝北，光溜溜的城墙无处攀登，要想夺下此城，只能继续向之前那样用人命去填。
“叶护，我们现在怎么办？打还是不打？”一名万夫长在他身边低声询问。
“打啊！当然要打了。”阿史那合真冷冷的说道：“大可汗方才让人告诉我，说阿史那步度那小子已经打了一场漂亮伏击战，昨天傍晚他在蒙摄和达便中埋伏的地方，用隋军的办法歼灭了染干三万前锋，如今全军上下士气大振，正与染干主力打得不可开交。”
“这是个好消息啊。”万夫长精神抖擞的说道：“大可汗如今怎么安排的？
“大可汗如今又派一万名拓揭之士、一万名铁勒兵过去帮忙，染干那叛徒此番应该沧为步度的功勋了。”阿史那合真望着前方高大的城楼，脸上露出了一抹担忧之色，叹息道：“如果我们就此撤军，或是攻不下大同南城，大可汗怎么看我们？将士们怎么看我们？”
“这？？？”作为阿史那合真的心腹，这名万夫长自然知道会影响到“主上”的继承人的位置，若是叶护地位不保，继而也会影响到他们这些人的位置。
“不过此城虽然坚固，却也需要有人镇守才行。”阿史那合真说道：“从之前的战斗，即可看出隋军已经后劲不足了，只要我们继续一哄而上，他们有再多箭矢、再多投石车，也守不住城墙。”
万夫长点了点头，问道：“叶护，需要把云梯车、井阑车推进来吗？”
“那东西高大无比，根本进不了城。如果拆卸入城，重新组装，时间也来不及了。”
阿史那合真看了眼正隆隆推进城来的两座攻城车，这两个庞大的家伙高两丈、长四丈，外面覆盖了挡箭的木板和牛皮，整体如同两座移动的房子，而里面的木架上吊着长达三丈的撞击木，撞头的尖头装有生铁，奋力一撞即有万斤之力，各由八百名身材魁梧的士兵推着前进。
“命令将士们用弓箭压制住城上隋军！绝对不能让他们将攻城车摧毁。”阿史那合真吩咐一声，便纵马向南城奔去。
待他到了南城，发现隋军完全被已方士兵用弓箭压制住了，城下城下箭如飞雨，众多突厥士兵的发出的箭雨使城上隋军没有任何机会，固然时不时放下的滚木礌石使己方士兵出现巨大的伤亡，但受到胜利鼓舞的突厥士兵此时士气大振，死了一批人，立即又有士兵补上缺口，继续对城上隋军进行压制。
阿史那合真见状，心中松了一口气，尽管南城城墙也很坚固无比，但隋军兵力上的劣势，却使它不像北城那么难攻，今天完全可以将之攻克。
两架并行的攻城车轰隆隆的驶向南城，他们庞大的身躯占据了大半街道，阿史那合真担心两架都被城上隋军摧毁干净，连忙吩咐道：“先用一架，另外一架先留着。”
“是。”亲兵连忙过去安排。
就在这时，一名巡哨飞奔来报，大声说道：“叶护，十里之外出现大量隋军骑兵，他们足有六七万人，正向这边杀来！”
阿史那合真听得心头大惊，连忙问道：“哪来的隋军？难道是步度打败了？”
“不是！”巡哨连忙说道：“这支军队是从西北方来的，他们以箭矢之势杀向了大营。”
阿史那合真听得心惊胆战，大营之中的精兵所剩无几，剩下的要么是伤兵，要么是损失惨生的铁勒兵，若是几万名以逸待劳的隋军士兵杀向大营，营盘是的士兵肯定抵挡不住，当即下令道：“后军为前军，退守大营。”
他下完命令，焦急的调转马头向奔去，忽然，身后的士兵传来一阵惊叫，阿史那合真回头一见，只见密集的陶罐从城上丢了下来，紧接着便是漫天火箭飞了下来，被火油淋了个正着的士兵身上纷纷起火。
一片混乱的城前士兵你推我搡、相互拥挤践踏，拼命向北逃，但密集的人群，以及堵道路上的攻城车却使逃跑变得十分艰难。
吓得魂飞魄散的阿史那合真在亲兵护卫下，向北逃去。然而布在两边山上的投石车也纷纷发威，将一块块巨石砸向北城的木制建筑物，与此同时，两边的滚木也翻滚而下，它们受到突出的山体阻碍，纷纷弹飞而来，砸向了更远的地方。
坍塌的建筑物木料，以及滚木、石块，很快在城内形成了一道乱七八糟的难以逾越的天堑，死死的拦住了突厥兵的退路。当这道天堑形成，山上投石车便把一个个装满火油的木桶抛射而下。一时间木桶破碎，火油四溅，然后又是一片漫天火箭从天而降。宽约十丈的大火之墙很快就形成，令突厥士兵难以逾越。
之后，那些轻便的小型投石车调转头来，朝城内发射火油桶、火箭。
城内的火势越烧越大，而一罐罐、一桶桶火油还从三个方向不断抛下，四溅的火油加大了火势，大同城顷刻之间变成了一个巨大的“火盆”，着了火的火人到处奔逃，摔倒的人在火中挣扎，凄厉的惨叫之声响彻整个城池，阵阵肉香冲天而起，数里可闻。