十一月二十一日，張勇，趙良棟，王進寶各帶兩萬綠營兵近逼鳳凰城，長甸，太平溝三處要隘，分散明軍兵力部署，企圖切斷明軍各處聯系。穆佔和察琿多爾濟則率領八旗旗丁和外藩蒙古駐扎在離鳳凰城不遠的通遠堡，草河堡，連山關，伺機而動。

　　清軍帶了將近兩百八十門臼炮，紅夷大炮，預備轟擊明軍堡壘。康熙任命漢人為大將，又將破城獎勵和殺敵獎勵翻了兩番，用來激勵綠營兵殺敵，如此動員一番，才讓清軍士氣回升，浩浩蕩蕩殺向清朝邊界。

　　十一月二十三日，清軍開始攻城。

　　主攻鳳凰城的是靖逆侯張勇，他早年右腳被流矢射中，成了個瘸子，因此行軍打仗多是坐在轎子裡，衝鋒在前，轎子後面跟著刀斧手，若是轎夫退卻，刀斧手便先砍轎夫。

　　張勇盯著鳳凰城看了兩天，他這輩子都沒見過這麽奇怪的堡壘，又是圓堡又是尖堡，向四面伸出，堡壘周邊是挖的又深又寬的一道壕溝，引水形成了一道護城河，壕溝向外還有傾斜的緩坡，而城牆卻非常低矮，攻城車都不用，架個梯子就能上去。看上去非常容易攻打，但正因如此，張勇反而極為謹慎，一直扎營在五裡之外，唯恐被對方火炮打中。所有人都說，賊軍所恃，火炮之利耳。

　　張勇分出一支偏師佯攻鳳凰城南面，主力架起大炮五十門進攻鳳凰城北面。牲畜吃力的拉動炮車，沿著緩坡向前，這裡就是明軍火炮射程之內了，果然立即遭到了一輪鐵彈襲擊。清軍損失了一門大炮，十來個炮甲。

　　棱堡前緩坡的角度基本跟城牆上火炮射角差不多，所以對於明軍來說，命中率是很高的。張勇手下多是吃苦耐勞的甘肅兵，許多年的戰亂和天災讓他們對生死都看的很淡漠，反倒因為康熙的重賞，對這次能改變命運的戰鬥十分狂熱。

　　牲畜被炮火驚嚇，不肯上前，綠營兵推著火炮冒著明軍的鐵彈一步一步接近了自己的射程。

　　張勇很高興，挨打了那麽久，終於能還擊了。

　　然而他們射擊幾十顆鐵彈，只有兩顆砸中了棱堡城牆。調整角度後再放兩輪還是如此，倒是自己又被砸中不少人，哭嚎叫嚷的，擾亂軍心。

　　這批炮兵是平定了三藩之亂的老兵，射法精湛，卻只有如此低的命中率。張勇不由得大怒，坐著轎子就衝上了炮兵陣地前沿。

　　張勇大罵道:“怎麽著，一兩年沒打仗就手生成這樣了，你們這群賤骨頭，是過不得太平日子啊。”原本綠營兵只有小口徑炮，紅夷大炮是漢軍旗和火器營的專屬，這次皇上如此信任，連紅夷大炮都給了，卻打成這副鬼德性，傳出去不是得讓人說綠營兵不配用紅夷大炮麽。

　　炮兵把總躲在火炮後回應道:“侯爺，這坡兒有名堂的，遠了就被擋住視線，根本沒法放炮，近了又被賊軍一頓轟，沒法活，只能在這個位置擺炮。大炮俯仰角太難調整了，稍微高一丁點兒，彈丸就飛過城牆，稍微低一丁點兒呢，就砸在緩坡上了。卑職也是第一次遇到這樣怪的城池，哎，侯爺，小心！”

　　把總的話音剛落，張勇的轎子就被一顆鐵彈砸中了，兩個轎夫連帶後面的刀斧手頓時斃命，張勇也被摔到轎子外面，吃了一嘴巴的汙雪，極為狼狽。剩下的兩個轎夫趕緊抱著腦袋蹲下來。

　　張勇退到了後方，心道:“原本以為有了紅夷大炮，世上再也沒有攻不下的城，連潼關都被墨爾根王(多爾袞)正面攻破，乃是曠古未有之事，

怎麽到鳳凰城卻無可奈何了呢。”　　他焦躁的望著不斷減員的炮甲，絞盡腦汁，除了強攻想不出別的法子，否則這樣持續下去，恐怕炮彈用完了一座城也下不來。

　　清軍抱著雲梯預備過壕溝強攻鳳凰城，被三面炮火夾擊，死傷無數，即使偶爾有攻上城牆的，但後續戰兵無法跟上，也都被棱堡上的明軍殺死。

　　戰鬥從早持續到晚，張勇的綠營兵已經連續三次衝鋒，都被明軍凶猛的多層火力網擊退，死傷達到五百余人，士氣低迷，張勇隻得鳴金收兵。清軍退後，明軍又驅使奴隸出城將被大炮轟下來的外層土方填上，甚至進行了加固。

　　如此持續數天，六萬綠營兵竟一籌莫展，未能攻下一堡一壘。

　　張勇打算用圍城戰術，如此則需先拔除鳳凰城附近的數個多層炮台。清軍衝鋒，明軍多層炮台給予其飽和的火力攻擊，隨後降兵趁機反衝鋒，張勇從前戰無不勝的甘肅兵數次被擊潰，到最後竟然開始畏戰。

　　這場仗，從準備到開打足足進行了半年。轉眼間，萬延四年來臨了。天氣越來越冷，守在鳳凰城防線的明軍尚且能在城內躲避風雪，野外扎營的清軍卻叫苦不迭，加之次次戰敗，便是大清國皇上定出來的犒賞再高也失去了意義。

　　正月初一，明軍祭拜武廟諸賢和武聖嶽武穆，以及戰死在遼東的同袍。

　　正月初二，朱克臧在鳳凰城迎娶了朝鮮明安郡主，將其暫時安置在鳳凰城內，其實是當做人質，隨後命令朝鮮日本各出兵一萬，十日之內到達，幫助守城，主要用來看管鉗製降兵。

　　明軍連戰連捷，威壓之下，朝鮮日本不敢怠慢，迅速調遣了兵員過來。

　　陸軍一鎮，三鎮，東印度軍，水師五鎮，水師六鎮將立了軍功的降兵補充進隊伍裡，直到滿編。

　　正月十五，清軍的進攻態勢已顯出了明顯疲態，明軍分批坐船離開遼東， 經旅順港，直撲煙台，欲封鎖渤海灣，從而進攻北直隸。

　　防禦工事的目的是解放更多兵力，而不是單靠它來阻止別人攻擊。有了先進的防禦工事，少量守備部隊就可保證要地安全。這樣一來，在總兵力不變的情況下，能用於機動作戰的部隊人數就極大上升了，這才是防禦工事的意義所在。

　　近代軍事學的發展，讓防禦工事變成了進攻性的設施。

　　二月中，鳳凰城防線依然久攻不下，綠營兵傷亡近萬，已到連山關親自督戰的康熙接到了又一個八百裡加急:煙台失守，直隸省危！

　　康熙將禦案推倒，歇斯底裡的拔劍亂砍。耗費銀兩將近千萬的遠征，除了賠上十萬條人命，沒有任何戰果。他就像一隻被人丟著骨頭引誘來引誘去的狗，疲於奔命。

　　二月十七，清廷悄悄撤軍，同時遣使過來鳳凰城請求休戰，同意開放漳州，泉州，潮州，廣州四地通商。

　　明軍索要三千萬兩銀作為軍費賠償，要求清廷交出黃梧全族，遭拒。

　　二月底，明軍攻破天津府，處死所有旗人和軍官，搶掠滿城，並將自願歸附的百姓七萬余人暫時安置在旅順和煙台。

　　三月上，康熙緊急遣使奔赴天津，答應所有條件，請求停戰。

　　三月中，清廷送上臨時籌集的黃金白銀珠寶香料等等價值三千萬兩的銀貨，明軍撤出天津煙台，水師撤出兩廣福建，遼東之戰結束。

　　除了銀貨，此次戰役還獲得百姓四十五萬，奴隸十七萬，鳳凰城的金礦，以及適合種植煙草的遼東土地。