就在敌军向城池奔跑之时，宋军便将数百只火油陶罐扔下城，使城下流满了猛火油，当辽军越过壕沟，将一架架攻城梯搭上城头，宋军将无数支火把抛下城，城下的猛火油迅速燃烧起来。
箭矢如雨，火焰高炽，攻城的一万余辽军伤亡越来越大，但萧韩家奴却没有任何撤军的想法，他下令道：“继续催战！”
‘咚！咚！咚！咚！’震天的战鼓声再一次激烈敲响。
很多准备回撤的士兵看见杀气腾腾的刀斧手督战队，只得又调头向城墙冲去，死的人太多，尸体铺满了城下，蒺藜刺对步兵的威胁已经解除，但对骑兵依旧威胁很大，城外旷野里不光有大量的蒺藜刺，还有无数陷马坑，坑中有削尖的木棍等着马蹄踏入。
由于骑兵无法介入，导致攻城辽兵没有了掩护，强大的箭雨使辽军伤亡越来越大，士兵攻不城头，火焰却越来越猛，城下的熊熊烈火将一架架攻城梯吞没了，整个城上城下都弥漫着刺鼻的焚烧尸体的焦臭气味。
最后一架攻城梯也因为承受不住烈火而烧断了，没有了攻城武器，城下的辽军变成了一个个箭靶。
萧韩家奴见已经无法再攻城，只得长叹一声，“撤军！”
‘当！当！当！’撤军的钟声敲响，辽军兵败如潮，五千余名辽军士兵不顾一切地向后撤退。
在长达两个时辰的激战中，辽军伤亡超过八千人，最后只剩下五千三百余士兵退回了本阵，城下的大火还在焚烧，三百余架攻城梯被烧成了木炭。
城头上响起一片欢呼声，最终宋军以不足五百人的伤亡代价赢得了第三场攻防战的胜利，累计全歼辽军达一万两千余人，取得了霸州守城战的重大胜利。
三万余辽兵士兵退到霸县以东二十里外的渡口，在那里扎下了大营，辽军的自救已经失败，进退失据，除了粮草还能支持两个月外，其他各州物资都丧失殆尽，现在除了等待辽国的救援，他们再没有第二条路可走。
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