霹靂軍從東、西、南三個方向對利州發動了進攻。實際上，霹靂軍也是對利州這三麵城牆進行了包圍，獨留了北門。這並不是北門不適合包圍，也不是霹靂軍的兵力不夠，而是刻意而為之。作為苦心經營的老巢，汪氏絕對不會輕易放棄，勢彆會進行魚死網破的反抗。“圍三闕一”，是為了防止敵人看不到生路而狗急跳牆。
霹靂軍士兵推著揗盾，步步向城牆逼進。中輕型火炮雖然威力對付不了城防工事，卻能輕鬆擊毀木製的攻城器械。攻城器械的掩體用材多、構築難度大，蒙軍並沒有多少。在之前的密集炮擊中，利州城暴露在外的攻城器械大都被摧毀，現下唯有二十餘門八牛床弩仍然完好，對進攻的霹靂軍士兵構成了嚴重威脅。
對於不斷發射的床弩，霹靂軍用火炮對其集火射擊。雖然炮彈摧毀不了其掩體，但硝煙和騰起來灰塵卻遮蔽了其射界視野。趁著這個功夫，曹二狗和張玨命令不約而同地調集輕型火炮，對床弩掩體的窗口進行抵近射擊。幾輪火炮之後，那些八牛床弩都變成了零件狀態。
在城外防禦設施的爭奪戰中，霹靂軍的刀盾兵高舉著大盾擋住蒙軍的箭矢，火槍兵則從大盾間隙開火射擊，長矛兵則對衝過來敵人進行攢刺。對於躲在土牆後敵人用虎蹲炮轟，又投擲手雷將壕溝及防炮洞中的敵人炸出來。這種戰術是對於蒙軍士兵來說是無解的。霹靂軍不僅甲胄精良火器犀利，人數也占據絕對優勢。
蒙古漢軍戰力極為強悍，加之汪惟正又拿出了大量的錢財犒賞士兵，甚至還承諾戰後將賞賜土地、房屋、女人，這讓原本低迷的士氣又高漲起來。雖然衝在最前麵的霹靂軍士兵都有重甲甚至是全身板甲，便進展仍然緩慢。汪惟正派到最前線的士兵也是全身重甲，甚至就是鐵人軍。在局部交戰情況來看，不少地方還是蒙軍占據優勢，一方麵是敵暗我明，蒙軍有著以逸待勞的優勢，另一方麵也是因為蒙古漢軍士兵普通更高大，更強壯。
在戰鬥中，蒙軍也使用了震天雷、火油、火槍。蒙軍仿製的震天雷雖然笨重，但在近距離的殺傷力也極大。火槍也是如此，雖然射程短又沉，填裝又慢，但也能糊人一臉，被打中者雖不會死，卻也會非傷即殘，喪失戰鬥力。真正對霹靂軍進攻構重大威脅的是火油，這東西能附著的盔甲上燃燒，甚至會引爆霹靂軍士兵攜帶的彈藥。
除了拚命抵抗外，蒙軍還頻繁發動夜襲，將白天丟失的外圍斷壁殘垣奪了回去。有的地段甚至反複爭奪數次。霹靂軍雖然一直是走精兵線路，但這兩年擴軍過快，加之火器對蒙軍的碾壓優勢，打的惡戰並不多，不少士兵近身戰鬥經驗不足，在夜戰近戰中顯得頗為被動。雖然霹靂軍在夜間戰鬥中的傷亡比蒙軍更少，但不管是曹軒還是張玨都不願與蒙軍拚消耗，歐陽軒也是這個意思。在他們看來，遲幾日拿下城池也能接受，沒有必要在夜間與蒙軍死磕。
蒙軍派來夜襲的都是其精銳老兵，隨著這些人的消耗，蒙軍的反擊也漸漸出現頹勢，反觀霹靂軍士兵在這種戰鬥模式中得到了快速成長，夜間戰鬥的天平又傾向了霹靂軍。又經過十日的殘酷搏殺，霹靂軍已將城外的防禦工事徹底控製，抵達了城牆之下。在這十日戰鬥中，霹靂軍白天對蒙軍呈碾壓態勢，夜間也占據著明顯的優勢，雙方戰損比為一比四。