783年十月十三，朱泚亲率大军围攻奉天城。城中唐军在浑瑊与邠宁留后韩游瑰的指挥下，拼死力战。
叛军来势汹汹，抵达奉天城下后，先是击败出城交战的唐军，又尾随撤退的唐军，直扑城门。浑瑊麾下虞侯高固率领精锐甲士，堵在城门口，人人挥舞长刀，大量杀伤叛军，守住城门，又在城门处，点燃柴草，放起大火，以火据敌。经过一番血战，终于杀退叛军，守住奉天城。
之后，朱泚每天指挥大军轮番攻城，浑瑊、韩游瑰则率军昼夜苦战。双方激战不止。
朱泚采用围三缺一的方法，攻打奉天城东、西、南三面。二十日，激战中，唐军左龙武大将军吕希倩战死。二十一日，唐军猛将高重捷击败叛军将领李日月，不料在追敌时中了叛军的埋伏，身死殉国。
此时唐德宗逃亡奉天，朱泚叛乱称帝之事已经逐渐传开，天下各处虽然有一些军队归附叛军的，但大部分还是观望或者前来勤王的。
汝、郑应援使刘德信本来率军驻扎汝州，得知消息，率军前来勤王，在子陵击败叛军，进兵屯驻东渭桥；奉义军节度使韦皋斩杀准备降贼的将领牛云光，率军前来勤王；神策、河北行营节度使李晟更是克服困难，率军日夜兼程，经过飞狐道，到达代州，做好勤王讨贼的准备。
灵武留后杜希全、盐州刺史戴休颜、夏州刺史时常春、渭北节度使李建徽，合兵一处，凑起一万兵马，共同前来救援奉天。
可是在大军即将到达奉天时，在行军路线上却出现了问题。奉天城西北的漠谷，道路狭窄险要，大军从此经过，容易被叛军拦截，因而，浑瑊等将领建议皇帝，让援军从乾陵北面，贴着乾陵经过，然后屯驻在奉天城东北方。这样就可以和城中大军一起，对叛军形成夹攻之势。
宰相卢杞坚决反对，理由是，大军从乾陵旁经过，会惊动陵寝，打扰了陵寝中高宗陛下和女帝武则天安眠。而走漠谷道路更近，更方便大军到达。至于被叛军拦截，城中派兵救援就是了。
浑瑊哭笑不得：“自从朱泚率叛军攻打奉天城以来，叛军日以继夜砍伐乾陵的松柏，制造攻城器械。如果说惊动陵寝的话，叛军早已经惊动无数次了。现在形势危急，各处援军中，只有杜希全这一路兵马即将到达奉天城下，事关大局，只能从权。如果这一路兵马能顺利抵达，我们就可以反攻叛军了。”
卢杞依然坚决反对：“那不一样。叛军惊动是叛军的事，我军决不能主动惊动陵寝。”
最终，唐德宗还是听从了宰相卢杞的建议，让援军由漠谷进军。
十一月初三，杜希全等率援军到达漠谷，被早有准备的叛军杀得惨败，死伤无数。四支军队全部溃散，杜希全等只好率残兵退守邠州。城中派出去接应援军的唐军也被击败，狼狈逃回。
看着城外耀武扬威的叛军，带着缴获的辎重物资凯旋回营，城中文武群臣以及众将士皆相顾无言。
叛军士气更盛，攻城更加猛烈，城中形势更加危急。
这个时间，叛军围城已经超过一个月，城中粮草消耗殆尽，连唐德宗这位皇帝加上身边侍奉众人，每天也仅能供给粗米两斛，菜蔬则需要趁夜间叛军休息的时候，派人悄悄到城外采集芜菁根，供皇帝食用。
好在大唐根基还在，各镇节度使忠君爱国也好，为了功劳权利也好，单纯看不上朱泚，不想见其成事也好，总之，各路勤王兵马不断涌来，陆续到达关中，因而，奉天城摇摇欲坠，整体大局却在向有利于朝廷的方向转变。
当然，这些节度使今天勤王征伐叛军，明天就有可能变成新的叛军，例如李希烈和朱泚。
朔方节度使李怀光率五万勤王大军到达蒲城；神策兵马使尚可孤率领三千兵马，由武关前来，击败叛军拦截部队，攻占蓝田；镇国军副使骆元光率领潼关兵马击败叛军何望之所部，进驻华州，之后又多次击败叛军进攻华州的兵马；河东节度使马燧派儿子马汇及行军司马王权率领五千大军也来勤王，屯军于中渭桥。
朱泚叛乱属于临时起意，虽然称帝，但叛军真正能控制的地域，只有长安城及周边地区而已，因而，此时的叛军，已经处于唐军隐隐的包围之中，一旦各唐军整合完毕，从四面发动进攻，覆灭只在旦夕之间。
朱泚也明白这一点，因而，对奉天城的进攻，更加猛烈。只要破城抓住或者杀掉唐德宗，各处唐军必然四分五裂，他依然有成功的希望。
叛军制造出硕大的攻城云梯，高宽各数丈，上面可站五百名士卒，外面裹着牛皮，防火防箭，下面有巨大的轮子，可以推着走，堪称攻城利器。
不过浑瑊等唐军将领都是宿将，见多识广，知道那东西虽然看着可怕，但本身太重，容易下陷，可以在敌军攻城云梯前进的方向，开凿地道，地道里面堆上柴草，等攻城云梯前进到地道上面，必然下陷，再点燃柴草，一把火烧掉了事。
十一月十四日，叛军再次大举攻城。叛军先是采用声东击西的策略，明着攻打南城，实则重心在奉天东北方。不过被韩游瑰识破，唐军全力应对叛军主力。
叛军攻城云梯隆隆向前，城上箭支、飞石、火炬不断砸向攻城云梯，却丝毫挡不住攻城云梯的前进。数百叛军精锐，站在上面，大队叛军人马则借助攻城云梯吸引唐军注意力，或跟随其后，或从其他地方，一边向城上射箭，一边直冲城墙而来。城上唐军将士死伤惨重，叛军先登部队已经有人登上城头，展开白刃战了。
奉天城随时有被叛军攻破的可能。
为了激发士气，唐德宗将一千多份空白告身，也就是中低级官员的任命书，交给浑瑊，让他可以根据将士们所立功劳，随时在告身上写上将士的名字，就算生效。同时，皇帝还许诺，如果告身不够用，就让浑瑊直接在将士们身上写字，战后再补给告身。而且，此时的唐德宗，终于不再想着逃跑，而是做出与城池共存亡的承诺。
在皇帝及将领的激励下，唐军将士士气高涨，奋力死战。浑瑊身上中箭负伤，依然奋战不退。
关键时刻，叛军硕大的攻城云梯终于压到唐军挖的地道上，车轮陷入地下，被卡住动弹不得。唐军在地道中点起大火，攻城云梯迅速被烧毁，上面的叛军也都被烧死。
叛军攻势受阻，不得不撤退。奉天城东、南、北三面城门大开，唐军蜂拥杀出，太子李诵亲自督战。叛军大败，死伤惨重。
不过，此时的叛军，已经到了拼死一搏的时候，因而，朱泚稍稍整顿好兵马，连夜再次攻城。唐德宗也豁出去了，亲自站上城头，激励士气。叛军箭如雨下，甚至有箭支落在唐德宗身前仅几步远的地方。唐德宗被吓得心惊肉跳，不过好歹坚持在城头，没有退缩。
叛军攻势再次被击退。
此时，李怀光率军从蒲城出发直奔奉天，并派兵马使张韶为使，化妆前来送信。张韶经历一番艰险，终于到达奉天城下，成功将消息送达。城中将士欢欣鼓舞。
十一月二十日，李怀光所部在澧泉击败叛军阻截部队。朱泚知道大势已去，率军退回长安。
奉天城危机终于解除，朱泚叛军的覆灭，时间而已。
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