沙陀军如果直线射击，箭矢会被城墙挡住，如果用抛物线射击，却很难保证箭矢一定落在城头，即使有少数箭矢落在城头，也因为缺乏下降的势能，对唐军几乎没有杀伤力。
但唐军的弓弩箭矢却有下降的势能，威力极大，沙陀士兵粗陋的盔甲根本无法抵挡，少数士兵拥有盾牌也同样无济于事，两轮箭便伤亡了三千余人，加上巨石的重砸撞击，沙陀大军刚刚攻到护城河边，便伤亡超过三成，士气已经没有了之前的凶悍，不少人的脚步开始迟疑，很多人已有退意，却无法后退，被军裹挟着向前冲去。
朱邪金海杀红了眼，他看出军队的进攻开始有所迟缓，杀气已经消退，他当即下令道：“第三军跟上进攻！”
沙陀军一共有六个军，五千人为一军，形成一幅黑色地毯，除了第六军是协从军以及负责操控投石机外，其他五军都是主力。
第三军五千在万夫长烈山阿鲁的率领下向张掖城杀去。
烈山是伊吾北部的一座山，山下的沙陀部落便以烈山为部落名，部落中贵族都姓烈山，这五千人都是烈山部的军队，烈山阿鲁则是酋长烈山青原的兄弟。
一架架攻城梯搭上城头，悍勇的沙陀士兵攀梯而上，迎接他们的却是滚木礌石，“闪开！”一名校尉大喊一声，只见十几名唐军士兵抬着一块重达三千斤，外形酷似拳头的巨石向城头走来，士兵们纷纷闪开，众人大喊一声，将巨石抬上城垛。
下方的攻城梯攀爬着三十余人，为首千夫长已经快接近城头，他猛然发现一块巨石出现在自己头顶，顿时吓得魂飞魄散，大叫一声，翻身向护城河内跳去，这是他反应敏锐，但下方的士兵却没有这么好的运气，当巨石迎头砸下，他们才发现，一个个发出绝望的惨叫声。
巨石顺着攻城梯滑下去，三十余名沙陀士兵一个不留地被抹光，巨石落地，又从人群中翻滚着落入护城河中，当场有二十余人被压成肉酱，血浆四溅，惨不忍睹，唐军士兵顺势将攻城梯抽起，拉上了城头。
同样的战况发生在各个攻城梯附近，唐军如冰雹般的滚木礌石使沙陀军的伤亡极其惨重，并且头顶上飞掠的巨石在空中翻滚，犀利如密雨般的弓弩箭矢射击不停，郭宋又调来三千弓弩手，补充城头的弓弩士兵，使北城头上的兵力达到一万五千人，弓弩手八千人。
不到一个时辰，沙陀军的伤亡便已经超过六千人，依旧没有人能攻上城头，士兵们顶不住了，开始向后撤退。
几名万夫长苦劝朱邪金海，“大帅，伤亡太大了，这样下去会全军覆灭的，让士兵们撤下来吧！”
朱邪金海心中恨极，却又无奈何，只得下令道：“传我的命令，全军撤退！”
‘当！当！当！’撤退钟声再度敲响。
进攻的士兵如获大赦，不顾一切地向回奔逃，一时间兵败如山倒，大军缓缓后撤，退回大营，一万五千士兵伤亡最后达七千人，加上昨天一千余人伤亡以及投石机的数百人伤亡，两天时间，沙陀军伤亡达八千五百人，极其惨重。
数百名唐军攀着绳梯下城，他们清扫战场，一般轻伤者都逃回了阵地，逃不走的士兵都是重伤，在战争结束没有多久便断了气，唐军士兵搜缴军牌，将一具具尸体堆积起来，架上干柴，泼上火油焚烧后掩埋，战场上顿时黑烟滚滚。
城头上也十分忙碌，民兵用担架将受伤士兵迅速抬下城去救治，疲惫不堪的士兵们则靠墙而坐，尽管击退了敌人的进攻，但士兵们也因为疲惫而无心庆祝，何况后面还有更大的战争在等着他们。
一队队体格强壮的妇女推着小车上了城，小车装着满箩筐的肉饼和菜汤，给士兵们分发午饭。