自打土地上凍，宋啟愚就每日親自登城，觀察護城河的結冰情況。他還派人日夜敲打河上的冰凌，阻止河水封凍。他又在城墻上增布了崗哨，以防柔然人突然來襲?？墒牵S著氣溫的降低，護城河里的冰不可阻擋地變厚變硬，并最終覆蓋了整個河面。
當鵝毛大雪飄落之時，宋啟愚站在北衛城的箭樓前，眼望著茫茫山川，苦思冥想著破敵之計。負責巡哨的將領常斌跑過來問道：“宋大人，今日還派人鑿冰嗎？”宋啟愚輕輕搖搖頭說：“冰凍尺余，恐怕不是人力再能開封的了，讓弟兄們好生歇息，準備城頭御敵吧?！迸谲姷拇尥遄煺f：“大人，其實我們可以用桐油和火油把冰燒化。”宋啟愚愣了一下，追問道：“你說什么？桐油和火油能燒冰？”崔同點頭說：“是的，大人。我是丹陽人，跟著鐘成當過水匪。那年春天，我們的隊伍在丹江口被官軍咬住了。為了逃命，鐘大哥把船上做防水用的桐油還有少量火油都倒進了江里。那桐油比水輕，浮在水面上，鐘大哥在上風位置一放火，引燃了好幾艘官軍的船，我們這才脫身逃出。還有一回，我們用桐油和火油把狹窄河道處的浮冰燒化，才擺脫了官軍的追擊?！彼螁⒂挢Q著耳朵，仔細地聽著，問道：“你們用的桐油跟咱們火燒敵軍所使用的是同一個東西嗎？”崔同抱拳說：“大人，不會錯，一樣的東西，要是再加上火油和燒酒，效果會更好?！彼螁⒂尥蝗晦D身，一把拉住崔同說：“隨我回衙，將桐油的燃燒效果演示給我看。若這仗打贏了，我給你記特等大功?！?p> 在巡撫衙門后園，巨型水缸里的浮冰和水面上冒出了熊熊火焰。那火苗長時間跳動著，甚至北風和暴雪都不能壓制其活力。宋啟愚轉臉問曹可用：“咱的庫房里還有多少桐油？多少火油？”曹可用摸著絡腮胡，想了想說：“先前的儲備再加上你到任后緊急調運的，少說得有四五萬桶。火油也有萬桶以上?！彼螁⒂夼d奮地說：“我先前還在為鐵炮無法在雨雪中使用而發愁，現在，我終于想到了應對的妙策?！彼螁⒂拚惺纸械溃骸吧牾帯⒖刀鳌⒁P，丁寧，你們帶領三千軍士前出到護城河對岸，利用風雪黑夜做掩護，將三萬桶桐油、五千桶火油加三千壇燒酒傾倒于冰雪之上，再撒些黃磷焦炭。待明日，柔然人來攻，定讓他們過河的部隊死無葬身之地?！?p> 次日凌晨，大雪逐漸變小，只是霧霾較重。辰正，烏利可汗在軍帳里發布了攻打大同城的命令。他將重裝騎兵和器械部隊全都集中在北方，強攻北衛城；而在其它方向，他則只派出輕裝部隊，牽制周軍。
柔然尖兵在踏入護城河冰面游弋了一圈后，回來報告說冰蓋厚實，足以承受車馬部隊的踩踏。于是，大將扎蘭丁命令“鐵浮屠”前出到河岸邊緣，開弓放箭，掩護先頭部隊抱著茅草鋪墊冰面。城上的周軍也用拋石車、床子弩和弓箭進行著頑強的抵抗，并斃傷了大量敵人。至巳時，每座城門前的護城河上都已鋪就了兩條茅草通路。矗立在遠處的烏利可汗輕輕地揮了揮馬鞭。牛角號的聲音震耳欲聾地鳴叫起來，那是全軍發動攻擊的信號。扎蘭丁拔出腰刀，向前一指，大聲命令道：“柔然的勇士們，跟著我沖上去，踏平北衛城！”五千“鐵浮屠”分為兩路，吶喊著、呼喝著勇猛地奔上了冰面。河冰被鐵蹄踩踏得“吱嘎”亂響。后面的器械部隊也開始緩緩前移，向城門開進。這些“鐵浮屠”軍容齊整、裝備精良。他們渡河后很快便在北衛城外布設了幾十個軍陣。這些士兵又箭發如雨，完全壓制住了城上的周軍。
一支雕翎射中了段衛國的左臂。他咬著牙，用右手強拔了那支箭。接著，他一邊命親兵給自己包扎傷口，一邊喊叫著：“床子弩，給我使勁射！弟兄們，給我往下扔滾木、雷石、火油桶！”周軍將士見主將如此英勇，也都拼了命地打擊著敵人。不時有軍士倒下，雙方的死傷都很重。
自打今天開戰，宋啟愚就很忙碌。他先迅速調整了防衛部署，給軍將們分配了作戰任務，又親自登上城墻，觀察敵人的兵力配備。宋啟愚把余天錫叫到面前，問道：“這種小雪天氣，你的鐵炮還能用嗎？”余天錫說：“露天地里不行，但遮著雨雪就能用。我們可以把炮搬進箭樓。只是箭樓太小，僅能容下兩門鐵炮。”宋啟愚眼前一亮，命令道：“城的各個角樓應該也能放置鐵炮。這樣，你在各個箭樓和角樓都布置一兩門鐵炮，炮口皆指向城門外方向。待護城河上燃起大火，你這邊便發炮，痛擊敵軍。”余天錫唱了個諾，轉身布置去了。
午時，隨著霧氣漸漸散開，宋啟愚一聲令下，命所有的拋石車改變方位，并將拋射物換成燒紅的煤塊和整罐的燒酒。一時間，空中火線亂飛，只是全都沒有砸在柔然人身上。扎蘭丁哈哈大笑，叫道：“周朝人在給我們放流星嗎！這是要歡迎我們進城??！攻城部隊，給我加把勁，撞開他們的城門?！?p> 柔然人的興奮時光不過片刻。先有零星的火苗在冰面上躥出，緊接著，整個河道上便燃起了熊熊火焰。在柔然人還在愣神的時候，城上的炮聲就響了起來。幾顆彈丸呼嘯著砸進“鐵浮屠”陣中，瞬間便斃傷柔然兵十幾人。扎蘭丁部隊的陣型開始混亂。在又遭受了幾輪炮擊后，柔然的士兵倒還能挺住，但戰馬卻紛紛驚懼跳躍，不聽指揮。很多騎兵在后退的過程中，踩上了溜滑的冰面。這些“鐵浮屠”通身披甲，重達千斤，一旦跌倒，人馬皆不能自行起身。也有一些“鐵浮屠”一路歪斜地奔回了護城河北邊，但燃燒的烈火卻把他們又逼回了冰蓋。見此情狀，扎蘭丁趕忙命令步兵幫著“鐵浮屠”脫卸衣甲，又叫器械隊向回退卻，開辟冰上通路。
大同城里的周軍，一邊不停地將燃燒物拋進護城河中，一邊用鐵炮、床子弩、滾木礌石和弓箭殺傷著敵軍。當沉重的攻城車再次碾壓回來時，河道上的冰蓋承受不住了。只聽“咔”的一聲巨響，浮冰一下子斷裂開來。置身冰上的人馬器械瞬間失去了平衡，掉入冰窟的多達百人。呼救聲、慘叫聲、爆破聲、馬鳴聲不絕于耳。又過了小半個時辰，柔然人漸漸抵敵不住，開始潰散。要說這些軍人也算勇敢。為了給同伴打通生路，有些甚至不惜投身火海，用自己的身軀阻擋烈焰。一支流箭飛來，射死了扎蘭丁的坐騎。親兵們不由分說，擁著主帥就往北岸退卻。就在扎蘭丁即將逃脫時，一罐燒酒從天而降，正砸在扎蘭丁跟前。這位柔然大將瞬間就被烈火包圍了。他張牙舞爪地掙扎著，歇斯底里地喊叫著。還沒等親兵們上來營救，一支五尺多長的床子弩飛來，竟將扎蘭丁牢牢得釘在了冰面上。這位在柔然平滅北燕的戰爭中立下過赫赫功勛的大將，就這樣命喪大同。正在遠處觀戰的烏利可汗心疼得險些摔下馬來。他再叫后衛部隊過去搶救，已經無濟于事。
見敵人失去了抵抗能力，宋啟愚隨命令張廣勝和伍名率領兩千部隊沖出城去，繳獲物資，斬殺敵兵。這一仗又打了近兩個時辰，才徹底結束。
在統計完傷亡情況后，哈量臺等將領紛紛向可汗建議，應退回漠北，等待時機，再伐南朝。烏利可汗緊緊地握著拳頭，紅著眼睛說：“扎蘭丁是草原的英雄，今天竟殞命于此。要是就這么撤了軍，我心不甘，他心也不甘??！我將從國內再調三萬兵馬來，補充給你們。一定要讓大同城付出慘重的代價?！彼峙e起一份文扎，說道：“另外，據深入中土的細作稟報，周朝發生了大的變故，雖然具體情況尚不清楚，但至少跟皇權的爭奪有關。如果真是這樣，我們就更不能退兵了。”宰相摩柯莫說道：“可汗說的有道理。我們已經圍困了大同幾個月，不妨再堅持堅持，說不定能取得意想不到的戰果?！?