很快，安蒙军一路高奏凯歌，在蒙古牧民和弃暗投明的蒙古王公的帮助下，大军迅速推进到乌兰托罗海一带。(请记住)
乌兰托罗海是库伦的南大门，乌兰托罗海陷落的消息传到了库伦，伪蒙政权上层都是大吃一惊，他们原本还以为东北军刚刚出兵，自己有充足的时间可以备战，还可以等俄队前来助战。但从眼下的情况看起来，危险近在眼前。杭达多尔济亲王揪住一个侥幸逃回库伦的蒙军军官大声喝斥：“你看清楚了？真是汉人东北军”
“是，……是，王爷，对方有千军万马，大炮、火枪比我们多了不知道多少，不是小的怕死，实在是我们抵挡不住，只好……只好……”
“混帐东西，乌兰托罗海如此要紧的地方，岂能说丢就丢？我给你两千兵马，你立马给我夺回来，不然，我要你的脑袋。”伪蒙政权中，活佛虽然被拥戴为“日光皇帝”，大喇嘛车林齐密特为内阁总理大臣，但其实前者是一个不折不扣地傀儡，后者根本不懂政务，所有大小决策，大都以杭达多尔济亲王的意见为准。
“王爷……王爷……”那个军官赶紧在地上爬了两步，“汉人军力雄厚，火力充足，又有炮火支援，2000兵马恐怕不够，能不能再加派……”
“没用的东西……”不等他说完，杭达多尔济亲王一脚踹在对方身上，“废话，要是有二十万兵马，还轮得到你去？”
“王爷，我看不如这样，眼下敌兵势大，我军即使外出攻城也没有必胜的把握，还不如在库伦坚守，等俄国人的援兵上来。”旁边的兵部大臣棍布苏伦插嘴。
“对对对~~我们以逸待劳，让茫茫的沙漠先惩罚一下这些汉人~！”军官如获大赦
杭达多尔济问道：“俄国此次派遣多少援军前来？”
棍布苏伦答道：“听吕巴领事的说法，大约10个大队，4000人左右，只是眼下刚刚动身，约莫要半个月才能到达库伦。”
“半个月？这么说我们至少要坚守半个月？”杭达多尔济气乐了，“库伦城不比北京城，城墙不高大，也没有护城河，怎么守半个月？咱们军队的情况，你不是不清楚，每个旗出一千人，才拉起来多长的时间，说到底就是一群松散的牧民。”杭达多尔济微叹道：“以前没见过俄国的军队，我还对蒙古的勇士颇有信心，不过现在心里却有些打鼓。也不知道当年成吉思汗是怎么打败他们的~！”
杭达多尔济，海山等人为了外蒙！独立，曾经亲自到沙俄皇宫，向沙皇尼古拉二世求援，见识过俄国的哥萨克骑兵之后，才知道什么叫做精锐。杭达多尔济对俄国的强大内心深感畏惧，也更加坚定了他本来还有些摇摆不定的独立之心。可是沙俄却只肯提供武器，对于外蒙请求援兵的要求却一再搪塞。新成立的中华民国前身虽然曾是沙俄的手下败将前清，但对于外蒙仍然是庞然大物。
兵部大臣棍布苏伦却显得很有信心，他说道：“我们的勇士装备了全新的俄式步枪，还有两门大炮，出击虽然不足，但是守城应该有余了。”
随后的几天时间里，入侵内蒙的各路叛军残部陆续退到库伦城内，使得库伦城内的守军增加到了一万多人，这多少让杭达多尔济壮了不少胆子。
殊不知这正是郭松龄的计谋，与其满世界的在草原上追缴来去如风的骑兵，不如把他们集中到一起，来一次一劳永逸的歼灭战。于是，郭松龄从南面，吴俊升从东面两个方向，一起把各路叛军逼往库伦城。
库伦位于蒙古高原中部，肯特山南端，鄂尔浑河支流图拉河畔，库伦南北两面是连绵起伏的群山，清澈的图拉河从城南的博格多山脚下自东向西缓缓流过，东西两面为广阔的草原，城市主要街区坐落在图拉河北岸。它始建于1639年，当时称“乌尔格”，蒙语为“宫殿”之意，为喀尔喀蒙古“活佛”哲布尊巴一世的驻地。“乌尔格”在此后的150年中，游移于附近一带。1778年起，逐渐定居于现址附近，并取名“库伦”和“大库伦”，蒙古语为“大寺院”之意。
10月28日夜五更时分，库伦城头的守城士兵正昏昏欲睡，随着东北军安蒙军的日益逼近，伪蒙军地大小头目都打起精神仔细巡逻，日夜不敢间断。但人的精神和注意力毕竟是有限的，这根弦紧紧地绷了七八天后，就不可避免地转入松懈。突然间，漆黑的天空中划过三道亮光，三颗红色地信号弹高高升起，还没等守城士兵反应过来，炮弹已落在城墙、城楼等处了。
“轰，轰”炮弹作响声处，到处可见残肢断臂，或者是猝不及防的士兵被气浪掀下城楼活活摔死。别看国防军这两天没有大的举动，其实早把各种射击诸元测算好了，一上来打得敌人就是哭爹喊娘。
一轮炮击后，借着火光，伪蒙军终于从惊慌失措中有些恢复过来，伪蒙军指挥官海山接着火光发现安蒙军的步兵已经开始推进了。在他指挥下，蒙军开始操起俄式马克沁机枪扫射起来，虽然是漫无目的地乱扫，但毕竟自己也打响了家伙，胆子壮了不少。
第六师炮兵团团长邹作华看着城墙上到处乱闪的火力点，笑道：“兄弟们，对准城头的亮光处狠狠打！”邹作华字岳楼，吉林永吉人。初入吉林陆军小学学习，毕业后到吉林孟恩远的陆军做见习军官，后入日本士官学校学习炮兵科。毕业后回到东北，加入了东北军。
炮兵们飞速调整角度、75mm的山炮、野炮、步兵炮的炮弹接二连三地砸到了那些个火力点上，打得敌人是鬼哭狼嚎，所有火力点都变成了哑巴，几架被炮弹直接击中的马克沁瞬间化作漫天飞舞的零件和碎片。
20多分钟的火炮攻击后，库伦城墙已变得千疮百孔，好几处城墙架不住猛烈的炮轰，倒塌了下来。
随后，东北军的大炮停歇了下来，正当蒙军以为步兵攻击开始时，准备组织近战时，新一轮炮击又开始了。这一次猝不及防，许多正在往城头爬的蒙军又被送去见了成吉思汗。
东北军炮弹似是无穷无尽，一波又一波地向蒙军阵地飞来。而蒙军只有满清留下的几门老式青铜炮，还有两门日俄战争时的俄国老古董。威力不够不说，射程还不到东北军大炮的一半，只有看着东北军的炮弹往自己头上飞，却无可奈何。
“是时候了！”郭松龄看到库伦的城墙多处崩塌，脸上微微一笑，大声喊道：“给骑兵发信号弹，冲锋！”
啪啪啪
三颗绿色的信号弹飞上了夜空
正在城外隐蔽待命的张海鹏、郭瀛洲、董大虎三支骑兵部队听得东北军阵地上炮声隆隆，手下士兵却心正痒痒。按照制定好的攻城计划，城墙一破，骑兵就要以最快的速度抢先攻进，可眼看城墙已经破了，可还没有下达进攻的命令。他们焦急地等待郭松龄的进攻命令，他们三人是新投奔徐天宝的，急于在新主人面前立功表现。
忽然看到天空升起了三颗绿色的星星，那正是进攻的讯号。
张海鹏抽出马刀，在半空中挽出一个刀花，大声说：“兄弟们，全速进攻。一路上不得迟疑，不得收俘，不得下马，不给敌人喘息的机会！建功立业就在此时，杀~！”
“冲啊！”早已准备多时的士兵们浩浩荡荡地朝库伦城冲去。
伪蒙军已阵脚大乱，还没反应过来怎么回事，就报销掉了数百人马。待到冲锋号一响，面对国防军的冲锋队伍，更多人失去了抵抗的勇气，任凭那些军官大呼小叫，不是找地方躲起来，就是扔下武器撒腿就跑。眼看手下的士兵跑得一干二净，伪蒙军军官也无心恋战，抛弃阵地也跟随溃退的队伍朝城里涌去。