圍攻嘉定城的主力是汪德臣部蒙古漢軍和楊大淵部的新附軍，這兩支蒙古軍隊雖然擅打攻堅戰，卻也沒有在嘉定城討得半點便宜。挖地道、火攻、衝車等這些攻城手段統統用上，不是被守軍挫敗就是效果不彰，隻得掘壕圍困。蒙軍水軍實力雖然提升很快，甚至擊敗了眉州水軍，但卻奈何不了嘉定水軍，雙方鬥得旗鼓相當。嘉定城仍然可以通過水路源源不斷獲得支援，故蒙軍雖然人數眾多，卻也一時半會兒攻不下來嘉定。
在這戰局僵持狀態下，雙方對戰的主力是床弩和投石機。蒙軍人數眾多加之城外地界廣闊，故攻城武器也多，嘉定城攻城武器雖少，但居高臨下又有牆碟保護，故雙方誰也壓製不了誰。戰局的轉折在手雷的到來。霹靂軍支援的手雷到來後，嘉定城中有個校尉突發奇想——用投石機投擲手雷。俞興其實對霹靂軍給的這些老式手雷並不在意，覺得投擲距離短殺傷小，威力遠不如火炮，當下便抱著試一試的心態，允了用投石機發射手雷。
那校尉先是用手雷大小的石頭試射，又估摸著時間調整了火繩的長度，掐準了爆炸時間。準備妥當之後，便先用一台投石機開始試射手雷。不想第一擊便取得了不錯的戰果。單台投石頭機發射都是概率射擊，打不中是常態，命中了反而是意外。這試射投石機瞄準的是蒙軍的投石機，也毫無懸念地沒有打中，而是砸在旁邊兩三米遠的泥地裡。見天上落下鐵疙瘩，好奇的蒙軍紛紛上前圍觀。由於怕手雷在未擊中目標前便爆炸，校尉將火繩留得長了些。此時突然爆炸，將圍觀的蒙軍炸倒一片。
初次告捷，嘉定守軍便將手雷一股腦投向蒙軍攻城武器。其實手雷對攻城器械的傷害並不大，殺傷效果還不如石頭，但對人員這種軟目標殺傷效果都是極佳。四飛的彈片讓炸點四五米之內的蒙軍非死即傷，完全彌補了投石機精度不高的缺點。這讓之前勢均力敵的攻城武器對決，徹底倒向了嘉定軍一方。攻城器械毀了還可以製造，可熟練的操作人員卻需要時間培養，死一個便少一個。
當嘉定軍將霹靂軍支援的手雷全部投擲完時，蒙軍的攻城部隊已經失去了戰鬥力——床弩和投石機倒還有不少，但操作人員也經死傷的差不多了。雖然手雷已用完，可石頭是不缺的。嘉定守軍仍不斷用投石機轟擊，而損失了大批攻城器械操作人員的蒙軍失去了回擊能力，隻得將營寨往後撤，也任由嘉定軍將自己留在原地的攻城器械悉數摧毀。
二月中旬的一個夜晚，圍困嘉定城的蒙軍突然悄聲無息撤退了。其實蒙軍撤退是有征兆的，幾日前蒙軍營中便開始忙忙碌碌起來，俞興判斷蒙古人可能在為新的攻勢做準備。蒙古水軍這段時間也異常凶猛，兩天前還組織了一次進攻，但在占據優勢的情況突然離開了戰場，徑直往上遊眉州方向而去，並未在嘉定水麵留下些許舢板和小艇。接下來便是蒙古耶律買柱的騎兵突然之間便不知去向，連同他們而去的還有汪德臣部的騎兵。