既然決定要用圍魏救趙之計攻擊上郡來救咸陽之危，章邯不敢再耽擱下去，立刻就從太原郡趕往了北邊的上郡。他麾下的人馬本來是想要隨著章邯殺回咸陽去救自己的家人的，不料卻得到這個命令，一時軍中謠言四起，有人傳章邯去上郡並不是為了使什麼圍魏救趙的計策，而是看到扶蘇勢大，起了歸順之心。這些傳言讓章邯費了好大的勁才將他們平息下去，這一路行來就到了上郡城下。
他將人馬駐扎在城下後，就命人送去了戰書，但守城的陳平完全沒有理會他的挑戰，只是將扶蘇留下的人馬都派上了城頭。章邯一看這架勢就知道對方是要與自己打一場攻防戰了，于是在第三日就讓上萬士卒扛著雲梯沖了上去。城中的守軍時刻防備著秦軍的攻擊，一看他們攻了上來，立刻就以弓弩阻擋他們靠近，同時裝在城頭的刺木也已經絞了上去，隨時等著秦軍攀上來後予他們迎頭痛擊。
章邯的秦軍在攻了一日之後，損失了五六千人，卻和扶蘇當日攻打函谷關一樣，連雲梯都無法搭上去，這讓章邯很是惱火，想不到扶蘇帶了大部分人馬出去，這上郡城卻還是如此難攻。
其實這也好在扶蘇早有準備，並沒有將所有人都帶到秦地去，而是留了五六萬人馬在自己的後方。雖然因為有上郡、北地郡和其他北邊的數郡而分散了人馬，但因為這上郡是扶蘇目前的立命之本，所以在此留了兩萬人馬防守。其實扶蘇的本意是為了防止楚人或齊人來攻，卻不料現在卻是成了對付章邯的秦軍了。所以章邯自以為可以趁虛而入的打算完全失敗了，此時他可以做的只有強行攻下上郡這一條辦法了。
陳平雖然智謀深遠，但在軍事上卻還不是章邯的敵手，他也深知這一點，所以在章邯大軍一到時就已經命人向北地郡和其他幾個郡求援了。特別是他向北地的守將蒙毅和現在不知在北邊哪個郡的周行求援。如今在扶蘇的大後方就他們兩人是可與章邯一戰的將領。
在送人出去求援之後，陳平便開始著手寫了書信，然後以飛鴿傳書的方法向遠在咸陽的扶蘇送去了這里情況的信息，為的就是不讓在前線作戰的扶蘇擔心這里的安危，並說好一有變化自己就會傳信給扶蘇。接下來就是準備大量的守城器械，隨時準備與秦軍死戰一場了。也好在扶蘇深受此地百姓的愛戴，所以一看到秦軍來襲，所有的百姓都自發地為守軍運起了器械，送來了糧食，不過一日工夫，上郡城已經完全進入了戰時的準備，連扶蘇以前用過的糞汁也有數大缸備在了牆上，隨時準備燒滾了往下潑。
章憨料不到對方備戰速度如此之快，自己的人馬在幾次攻城中損失極大，但看到終于將雲梯搭上了城頭，章邯總算是稍微松了一口氣。可是接下來發生的事情卻讓他始料不及，攀在雲梯上的士卒剛爬到一半就見城頭的守軍將滾燙的黃色液體潑了下來，那些秦軍發著慘叫從雲梯上掉了下來，其殺傷比一般的滾水要厲害多了。
章邯忙命人將受傷的士卒救了回來，發現他們全身發臭而且被燙傷的地方已經開始腐爛，這些士卒已經完全喪失了戰斗能力。這讓章邯很是吃驚，但想到如今咸陽的困境，他不得不硬起心腸來讓士卒們日夜強攻，希望用人數上的優勢拖跨城中的守軍。
陳平見此情形已猜到了他的想法，于是也相應地作出了調整。他命城中的守軍分成幾組，輪流上城守衛，其他的人則在城中休息。這樣一來章邯想要拖垮守軍的計謀就不攻自破了。看到城中守軍的反映，章邯已經猜到自己的想法為城中守將悉破，于是便再次派大軍狂攻城門，想用絕對的人數來攻破城門。
看到章邯變成只攻城門，陳平便將所有的防守器械搬到了城門上方，朝秦軍砸去。雙方就這樣你攻我守的僵持了近十日，這上郡城的城牆已經傷痕累累，但是秦兵卻始終無法取得實質性的成果，反而在城下丟了數萬尸體。
章邯眼看著時間一天天過去，但自己卻拿這座城池毫無辦法，不禁急怒交加。他每日都親自披掛指揮大軍向上郡城猛攻，但每次眼看著士兵就要上城，城上就會有一些以前沒見過的守城器械將他們重新打回去。有時是那黃色的糞汁，有時是一根極粗的，上面釘滿了銅刺的可以上下來回的木樁……每一次都讓秦軍吃了大虧而無功而返。
夜色低垂，又是該收兵的時候了，章邯看著久攻不下的上郡城口中發出了一聲無奈的嘆息。這時他的軍師呂杰來到了他的身邊，這幾日來為了想方設法地攻下上郡城，呂杰也是殫精竭慮，幾夜沒有好好睡覺了。他布滿血絲的眼楮看著城頭那些正在搬著器械和尸體的守軍道︰「將軍，我想了良久，終于想到了一個可以解咸陽危局的辦法了。」
章邯聞言大喜，一把握住他的手道︰「你想到什麼辦法可破此城了？只要能破這上郡，不管什麼計策我都听你的。」這幾日來他也為這城池傷透了腦筋，所以聞此言很是興奮。
呂杰搖頭道︰「我沒有辦法破此城，看此城的防御工事比起楚地來要厲害數倍，而且全城上下團結一心，實在是無隙可趁。」他的語氣中滿是無奈和敬佩。無奈是因為自己無法攻下此查呢感，敬佩則是因為這城中的守軍。
「那你剛才還說能夠解咸陽之危？」章邯有些不解地問道。
呂杰道︰「將軍，你將救咸陽和破此城完全混為一談了。其實救咸陽未必要破此上郡城，不破這上郡城照樣可以解咸陽之危。」
章邯被他的「救咸陽未必要破此上郡城，不破這上郡城照樣可以解咸陽之危。」給繞的糊涂了，問道︰「你這話究竟是什麼意思，能否說得清楚些。「」將軍你完全被這難以攻下的城池給迷住了眼楮，其實只要讓扶蘇知道我軍正在攻打上郡，他必然會擔心自己的後方出現問題，這樣一來他必然會引軍趕來，這樣一來咸陽城的危機就解除了。至于我軍是否已經攻下此城他扶蘇是不會考慮的。「
這一番話如同醍醐貫頂，一下就將章邯給點醒了，他一拍手道︰「呂先生所言甚是，我怎的忘了這一點，我立刻就想辦法讓人將我軍正在攻打上郡的消息傳到咸陽去。」
既然心中打下主意不是一定要攻下上郡了，章邯的攻勢便緩了下來，此後幾日，秦軍只是象征性地圍城，卻不再死命攻打，這也使秦軍得到了很好的休息。
可就在這個時候，周行和蒙毅各帶了一萬人馬已經悄悄地來到了秦軍的後方，準備找準時機偷襲秦軍了。而城中的陳平也已經接到了他們的飛鴿傳書，也將守軍集合起來，準備一旦找到機會就三面夾擊將章邯軍完全擊潰。
咸陽城中的子嬰現在卻是萬分緊張，因為城外扶蘇的大軍已經準備對咸陽城發起進攻了。而城中的秦兵卻不足萬人，雖然自己強行抓了許多百姓充數，但是他心里也很明白這些人的作用畢竟是有限的，他只希望章邯的大軍快些來到。
扶蘇帶著大軍休整了兩日之後，終于決定出兵攻打了。他命士卒先以強勁的弩機向查呢感里發箭，使秦軍無法探頭向城下射箭以及拋擲石木，然後命步卒扛著巨木和雲梯沖了上去。但是出乎意料的卻是那些守城的秦軍並沒有被射上來的弩箭嚇著依舊探頭放箭射向城下的扶蘇軍，同時滾木擂石也如雨點一般砸下城來。剛剛沖上去的扶蘇的步卒損慘重，無奈下扶蘇只得將他們喊了回來，然後命所有的弩箭手朝城頭發箭，要給秦軍一點教訓。
扶蘇並不知道剛才冒死攻擊自己的都是咸陽城中的百姓，在他們身後都有一名秦兵手里持著利刃逼迫他們向下攻擊。在無奈之下，這些人只得將生死置之度外地攻向扶蘇軍了。如此一來還真迫得扶蘇退卻了，這讓守城的秦兵大喜過望，他們決定以後就這麼辦。
接下來幾日，咸陽城就靠著這些被逼著拼命的百姓給守了下來，這讓扶蘇很是焦急，他還防著章邯會突然從背後殺來呢。這時從上郡來的鴿子已經到了，扶蘇看到信上說的章邯居然帶兵去攻上郡真是又喜又憂。喜的是至少現在自己不必為章邯隨時會攻自己而擔心，憂的卻是上郡城不知能否守得住。但他看到陳平所說的一旦有變會傳書給他，心中算是稍稍方下心來，他對上郡城的防御力量以及陳平的本事還是有一定信心的，再加上還有其他各郡的兵馬，他認為上郡應該不會有失。但扶蘇為了以防萬一，還是讓大軍加緊進攻，爭取早日取下咸陽。他不知道的是一個麻煩就在這時候來臨了。