清理完敌人的火炮之后，陈建龙下令将火炮对准蒙军的攻城武器，它们正在仆从军士兵和民夫的推动下缓缓而来。虽然木栅栏与堡垒之间不过四百米距离，但由于攻城器械十分笨重，大部分距堡墙仍在一百米开外，唯有部分蒙军士兵拿着轻便长梯接近了堡墙。他们也知道火炮及远不及近，只要尽快冲到墙下才有获胜机会。只不过他们还没有将长梯搭在堡墙上，便纷纷仆倒在地——有的被墙下的铁蒺藜扎中，痛得满地乱滚，有的被墙根下的地雷炸上了天。
虽然死伤惨重，但不少悍不畏死的蒙军士兵踏着同伴的尸体，将长梯靠在了堡墙上，试图依靠这些简陋工具实现“首登”之功，却被重点“照顾”。他们先是被扔下的手雷炸得鬼哭狼嚎，爬上长梯后又遭到火枪的射击，好不容易登顶纵身跳到堡墙上，又遭到数根长矛的攒刺。伯力堡城墙上的守军虽然人数不多，但要对付寥寥几个跳上墙敌人也是轻松。为了方便攀爬，也因为寒冷刺骨的天气，这些蒙军士兵装备都是皮制甲胄，对手雷破片有些许防护效果，却根本挡不住长矛的尖刺，更挡不住火枪子弹。
在实心炮弹的轰击之下，蒙军的盾车、攻车城、冲城和投石机等攻城武器，如同木制玩具一样零落解体，唯有十余架弩车躲在木栅栏后面，向堡垒后面射击。陈建龙并没有理会这些弩车，虽然其发射的火矢曾引燃堡内的木屋，但自那以后守军已烧了开水浇在木制建筑之上。在这滴水成冰的严寒之中，堡垒中木制建筑如同堡墙一样，披上了一层厚厚的冰甲，已经很难被引然了。守军只要躲在堡墙或建筑之内，被击中的概率很低。故他下令火炮全部填装为霰弹，尽可能杀死杀伤攻城的蒙军士兵，以绝了敌人继续攻击堡垒之心。
密集的霰弹之下，蒙军士兵如同小麦一样成片被割倒。眼见攻城器械特别是火炮被尽数摧毁，达鲁花赤长叹一声，只得下令撤退。悠长的牛角号声中，蒙军士兵如潮水般往木栅栏退去，转眼之间皆躲藏在了栅栏之后。此时的战场之上，蒙军唯有那些弩车在拼命射击，这惹恼了陈建龙，他当即下令集火射击敌人的床弩，直到炮管打得发烫才停了下来。在这凛冬季节，火炮持续射击的次数大大增加。虽然有木栅栏的掩护，使得蒙军的床弩在近十余轮炮击之后仍基本完好，但在密集霰弹下操作的攻城技师却死伤大半，剩余的也灰溜溜地逃了回去。
虽然知道战机已经失去，但达鲁花赤却不甘心。趁着夜色的掩护，他又派了精锐前去夜袭。在白日战斗之中，堡墙下的铁蒺藜和地雷已被趟尽，前去偷袭便有了可能。只是堡垒外墙已披上厚厚的冰甲，即便是善于攀爬的生女真人，即便装备着冰爪和冰镐，要想悄声无息地通过带铁钩的绳索上去，也是极为困难。不出所料的，蒙军攀爬的响动惊动了哨兵。一通手雷之后，蒙军士兵拼命往回逃跑。在逃跑的过程之中，又吃了一轮火炮。只是因为夜色漆黑视野不良，蒙军士兵被打中的不多，却被吓得魂飞魄散，连受伤的同伴也顾不得了。
新的一轮红日在堡墙下的蒙军伤兵哀嚎声中，冉冉升起。要说蒙军士兵生命力如此坚韧，居然在严寒中挺了一夜。当然这些哀嚎的都是轻伤员，那些重伤员早在刺骨的寒冷中断了气，其流出的鲜血也将尸体和土地牢牢地冻在了一起。天刚亮，数十名生女真民夫便在蒙军的驱赶下，从木栅栏后畏畏缩缩冒了出来。他们战战兢兢走向堡垒，开始将地上的伤兵抬上担架，有的还用工具将尸体与土地分离。对此陈建龙并没有下令开火，一方面是这些女生真人并没有武器，并不能对守军构成威胁。如果滥杀会影响北方公司在生女真部族的声誉，影响今后的拓展事业。另一方面，冻了一夜伤兵即便救回去短期内也毫无战力，反而会成为蒙军的拖累，打击他们的士气。
为了防止有诈，陈建龙下令不得让蒙军靠近堡墙十米之内，在这个范围内还有数十具尸体。对逾过红线者先是口头喝止，再不听者用火枪警告，置若罔闻者则用一律射杀。一般来说战场应及时清理，以防产生传染病，可这对酷寒的伯力堡并无影响。将这些尸体留在堡墙下，也可以震慑敌人。与此同时，陈建龙又命人将城门洞彻底封死，并泼洒浇上了大量的开水让其冻结。就在天明之前，守军已对破损的城门进行了紧急的加固维修，并安排了一队人彻夜守卫。
强攻和偷袭无果之下，达鲁花赤决定围城。自发动攻击的短短几日以来，蒙军已经损失了近千人，其中被打死三百余人，另有数百人正躺在帐篷里哀嚎。由于条件恶劣，每天都有重伤之人死去。在士气低落到谷地的当下，达鲁花赤也不敢强令手下继续进攻。在蒙军的损失之中，除了赎罪军伤亡殆尽之外，女生真的仆从军和民夫伤亡也十分惨重，蒙古骑兵只损失了几十人，并未伤筋动骨。伯力堡守军损失了五十余人，其中战死者只有十余人，这些死伤者或因蒙军的床弩，或因弓箭所伤，并没有人死于直接搏杀。
作为北方公司在黑龙江上最重要的据点，伯力堡中储备了大量的粮食等生活物资，还有不少用于销售的兽肉和毛皮，围困战略根本就行不通。更重要的是随着天气的转暖，黑龙江上冰雪也在一天天融化。只要一旦恢复通航，弹药和援军便会源源不断从下游而来，再要攻下这座棱堡便不再可能。故当黑龙江出现凌汛之时，达鲁花赤灰溜溜地带兵撤退了。数月的围城，蒙军已是人困马乏，粮食也即将耗尽。更重要的是，他已经弹压不住仆从军和民夫的骚动了。北地生产力水平低，这些生女真壮劳力随蒙古人打仗，家人却在受冻挨饿。眼下春天已经到来，如果再不回家捕鱼打猎，家中妻儿老小怕是要饿死了。
从伯力堡败退之后，达鲁花赤及手下将领并没有像前任一样被忽必烈处决，只是被轻微进行了处罚。这一方面是忽必烈认识到，生女真故地的霹雳军势力已经不可小觑，要将之驱离非得付出极大代价。另一方面也是因为此战损失虽大却能接受，并没有如前次一样让生女真诸部怨声载道，动摇蒙古人对该地的统治。在忽必烈看来，这块凛洌之地只是羁縻之地，温暖的南方才是他的战略重点。故他下令达鲁花赤要扬长避短，不要在河道水域作战，也不要攻打坚固城堡，只需要限制北方公司在远离河道的地方开拓，或向南发展。