初战获胜后，孙，吴和阎三人决定乘胜追击，下一步军事目标就是夺取东山要塞，为攻城创造有利条件。东山是晋阳府的咽喉，是攻占晋阳府的必争之地。
几日之后东山争夺战打响。经过两日激战，荣王军顺利攻克榆坪、牛驼寨、南坪头、千家坟、石咀子等据点，歼敌上万余。
战斗至第三日，攻占大、小北尖、石儿梁、道巴沟，并控制城北新城据点，切断了东山与晋阳府之间的联系。至此，荣王军基本攻占以罕山要塞为主的东山阵地。
为掌握战场主动权，孙恪方与吴玉孚还有阎易山一起商议然后决定调整作战部署，减少正面冲突，集中兵力攻打牛驼寨、小窑头、淖马、山头等东山四大要点，随后从东面攻城。
三日之后荣王军发起总攻，四大要点争夺战全面展开。这场战斗空前激烈，鏖战了十几个昼夜，敌我双方主力部队均先后投入战斗。经过反复争夺与拉锯，荣王军控制了四大要点，歼灭官军一万余，东山战斗胜利结束。此外荣王军先后攻占青龙镇、郭家镇、中社镇、南堰、许旦等地，晋阳府城已成为名副其实的孤城！
根据这种情况，孙，吴及阎三人经过一番深思熟虑决定暂时停止攻城，大军固守已得阵地，就地休整。然后以一部兵力在晋阳府东、北、西三面先后占领松坡、苏村、关口、化头、赵家山等地，并全面控制城西、城北的交通要道，断敌援军，将其封锁在晋阳城内。
其次再进行攻心计，对其进行喊话，动摇官军的军心，削弱其战斗意志！之后的日子里荣王军接纳了万余名投诚的官兵，可见官军早已军心涣散，毫无斗志。
此时晋阳城内尚有10万余官军在总兵徐象兼的领导下进行拼死抵抗。孙吴阎三人经过审时度势，认为攻打晋阳城的时机已经成熟了，于是决定发动总攻，以分割包围的战术，先将敌之主力歼于城外，而后从四面八方攻城，全歼守敌。
十日之后荣王军分十路向晋阳府发起总攻，各路大军在投石机的掩护下，以迅雷不及掩耳之势，突破敌之各方防守，相继占领城北皇后、七府坟、新城、芮城、丈子头，城南杨家堡、老车营、西寇镇、大盘营，城东剪子湾、大把沟、大东关，城西南屯、新上庄、大小丰村等地。
战至第二日，荣王军攻克敌之“生命要塞”双塌寺、毛家坟。至此，荣王军全部攻占外围据点，歼灭官军三万余人，兵临晋阳城下。为减轻伤亡，荣王军向晋阳成官军余部发出劝降通牒，没想到徐象兼冥顽不灵，拒不投降。
于是孙吴阎三人放弃不切实际的幻想，准备发动最猛烈的进攻来歼灭城内官军残余势力。
翌日清晨，荣王军工匠营早早地忙活起来组装一架架新型投石机，很快三百架投石机竖立起来。随着机括的嘎吱声响起天空下起了密密麻麻的石头雨，砸在城墙上出现一个又一个坑。
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直到有一段城墙被砸塌投石机才停止发射，这时候响起了进攻的号角声，队列整齐划一的荣王军开始冲锋，很快就顺利突入城内。
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