攻城开始之前，王启命曹参、周勃主攻东城门，王陵佯攻北城门，樊哙佯攻南城门，曹无伤领军在城西外十里处埋伏，自己领夏侯婴、卢绾居城外东南方向，不给郡守壮往东、往南逃亡的机会，迫使其要么往西逃向曹无伤埋伏之地，要么往北向泗水郡边界突围而走，不得有机会向郡内其他商兵求援。
大军准备充分，王启随下令攻城，三方将士一同扑向薛城城墙，开始了围攻郡守之战。
攻城之战，围三阙一，虚留生路，王启以上次郡监平围攻丰邑战术，用以攻打薛城。
攻城之初，投石车投掷石块、油瓮，弓箭手在盾兵的保护下靠近城墙，密集的远程攻击使城墙上商兵不能冒头防守，城墙下，王启的步兵赶紧乘此推动云梯车以及冲撞车靠近城门，众人将云梯打至城墙上，密密麻麻的兵卒沿着云梯往上爬。
前军的炮灰一层层的死在城墙下，但也消耗了城墙上防守的各种辎重物资，等前军炮灰死的差不多了，王启便命三面大军精锐一同强攻。
樊哙身为南面攻城主将，竟亲自前往城墙攻城，他带着手下亲卫，从云梯车上冲锋，直接打上城墙，在城墙上与商兵混战一起；曹参部不计生死，严令众将士全力冲击城门，将薛城东城门撞了开来，而后他留周勃指挥攻城众军，自己带大军进城门洞冲击，与郡守商兵血战门洞之内，直至杀入城内，彻底占据东城门。王陵在北城门派兵攻城，前方各队从云梯上上城墙者也有不少人，虽无众多优势，但也打开了局面了，给予北城墙上的商兵巨大压力，根本没办法驰援其他各处城墙。
攻打薛城，三面开花，城内商兵支援不暇，没多久便显出败像，等郡守壮知晓东城门已破，王启大军将要杀入城内之时，整个人呆立原地，久久没有下令。直到身旁的将士小心翼翼的提醒后，他才慌张下令，命手下收拢城内剩余人马，从西城门逃出去。
城墙城门处酣战不止，而城内郡守见守城失败，便携精兵从西城门逃了出去，只是出城逃亡没多久，便被埋伏城西，等待已久的曹无伤堵了个正着。
双方在野外交战在一起，一方仓皇逃跑，一方穷追猛打，一路上，满是尸体。
薛城内，郡守逃亡，留守将士指挥各部阻挡王启大军，可城门已破，敌军入城，面对多了他们一倍有余的兵卒，众商兵没抵挡多久，便投降了。
王启得到城内商兵投降的消息后，便率军入城，命各军接管城墙防守，搜寻击杀城内残余商兵，查封钱仓粮仓，将抓获的各个官吏一一审问。
等一切都安排妥当后，王启众人才得知郡守早已从西城门逃跑，只是如今城内战事未了，众人追之不及，只好等待埋伏城西外的曹无伤传回消息。
清除了薛城内剩余商兵后，王启一伙还是没有等到曹无伤消息，只得派手下兵卒去寻，后兵卒回城汇报，说曹无伤追杀郡守而走，结果并不知晓。
无奈之下，王启带众将士聚在薛城县衙等候，一伙人虽苦等许久，可心里并不着急。
薛城一战大胜，城池夺下，郡守壮逃亡，此时泗水郡内已再无商朝大军可威胁王启一众了，如今他们不同于刚起义时那般弱小，在泗水郡中当是最大势力，拥有兵卒近万，所夺城池占泗水郡北方大部，微山湖一带只有最北亢父之地未下，其他各地皆属沛公。
如此强大之时，以郡守壮兵败之将，众人实在没有什么可担忧的。
曹参实在等得焦急，道：“这曹无伤追击郡守已久，怎么还没回来？”
夏侯婴不满道：“就是，这曹无伤怎么回事？”
卢绾甩着马鞭，表情一本正经的调侃道：“是不是郡守跑得太快，他追不上，不敢回来复命了。”
众人打了胜仗，心情大好，对于卢绾的调侃，全都面露笑容。
周勃闻言，更是正经道：“那可不像他，要那样，他会跑回来赌咒发誓，说他杀了二十个，不，不止，至少五十个商兵，一直杀到血流成河粘住了鞋，拔不出脚来，这才不小心让郡守给跑了。”
众人闻言哈哈大笑，王启在一旁翻看着郡守留下来的郡内典籍、兵书、税负奏折，听闻周勃之言，也是苦笑一声。
就在王启率军东击郡守之时，留守雍齿却在手下中寻来一识字亲信，让其代雍齿书信一封，并送往砀郡魏相周巿手中，言明自己亲魏之意，同时愿献上丰邑城池，领手下众人投靠魏王。
萧何在丰邑城内虽多加防范雍齿，但却没留意到雍齿有意投降周巿之举，而雍齿在派出亲信之后日夜等待，只等周巿回信，便拿下丰邑，以城池为守自立为将。
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