还有十里处扎下了大营，曹操为收复并州也做了充分的准备，他秘密派斥候绘制并州北部的地形图，并根据地形图制作了一座简易沙盘，虽然并不是非常精准，但不离十，也勉强能用。
曹操站在沙盘前和众谋士、大将商议进兵策略，他用木杆指着楼烦城对众人道：“相对于云顶关，楼烦要好攻得多，从沙盘上看得出，楼烦的城墙并不高，最多只有丈，而且斥候说，城上并没有投石机，约有四千人镇守，我们只要出兵一万便可夺下楼烦县城，关键是怎么夺取云顶关，险关高，就算夺下它，也会损失惨重。”
这时，军师程昱捋须笑道：“云顶关适合用计取，或许我有一计，云顶关可唾手可得。”
曹操大喜，“仲德计将安出”
奉命夺取楼烦县的大将是徐晃，曹操给了他万军队，命他在一个时辰内夺取楼烦县城，徐晃毅然立下军令状，若晚一刻钟夺下县城，他就提人头来见。
“咚咚咚”
战鼓声密集敲响，万大军喊杀声震天，将楼烦县团团包围，二十部重型投石机轰隆隆开到县城两步外，这是曹军最强大的投石机，高丈，抛竿长五丈，须人挽发，可将斤巨石抛出步外。
曹军到了汉军的先进火油武器，用麻布在火油中浸泡后晒干，制成火布，又将火布团团包裹，造成一只只直径达五尺的大布球，涂满火油后发射。
在徐晃的一声令下，二十部重型投石机同时发射，只见二十个巨大的火球腾空而起，冒着黑烟和火焰，呼啸着砸向城内，很快便引发了城内的大火，城内聚集着数千匈奴牧民，他们都是从各地逃来匈奴平民，来不及北撤，便躲在城内避难，而此时在火球的袭击下，妇孺老人吓得哭喊连天，四散奔逃。
火球主要是用来引火，尤其在对付帐篷密集的营地，火球可以收到奇效，但在攻城战中，它实战效果并不明显，对守军的杀伤力弱。
曹操之所以决定采用火球，主要是考虑到它对匈奴人的心理威慑大，想象着一只只巨大的火球从头顶掠过，对于从未见过火油的匈奴人，将产生重大的心理冲击，引发强烈恐惧，从而彻底打垮匈奴士兵的军心士气。
曹军只发射了两轮火球，便引发了匈奴军队的恐慌，开始有士兵丢盔卸甲逃下城去保护家人。
这时，徐晃冷冷下达了攻城的命令：“传令攻城”
万曹军呐喊着，从四面八方如潮水般地冲上楼烦县，他们扛着巨大的攻城梯，奔跑时高举盾牌，抵御头上射来的密集箭矢，尽管不断有人被射倒，却无法阻挡曹军的全力进攻。
楼烦县没有护城河，但有一条深沟，沟内插满了锐利的长矛，但曹军用木板架过深沟，数千曹军率先抵达南城，架上数十架攻城梯，一队队曹军士兵冒着头上如