蒙古、建州鞑子兵围大同城并没有立即攻城，双方维持了十天左右的平衡，逐渐有其他蒙古军队加入，几天后城外蒙古、建州联军达到了八至十万人的样子。
天启四年九月初一大同保卫战正式打响，近半个月蒙古、建州联军一改过去分兵四掠的传统，大造攻城器具，整合兵马完善进攻前的准备工作。
九月初一天刚亮，阿巴泰就带来手下二千鞑子兵、三千蒙古骑兵南下，围住了大同城南面，建州牛录额真雅希禅出三千满蒙骑兵游击大同城西门，建州牛录额真博尔晋领满蒙骑兵三千出击大同城东门。
皇太极亲领蒙古、建州大军进击大同城北面，一时间玄东门外人喊马嘶旗帜如林，近十万联军铺天盖日向大同城压来，他们拉着大量的攻城器具有云梯、冲车、投石车等。
薛云亲自坐镇玄东门，参将余大成和薛六、陆要金等站在身旁，大批满蒙士卒近了护城河，就见皇太极大军之中跑出一骑直接向玄东门城下而来，大约在六百步距离时停下马来，城上众将士一看这不就是前段时间逃跑了的候参将嘛。
候参将在城外扯着个沙哑的嗓子大叫：“大同城全体军民听着：大满洲神圣大汗努尔哈赤坐下英明神武的皇太极贝勒统领满蒙雄兵四十万，只要生擒多次侵害我神圣满洲的敌人薛云将他碎尸万段以儆效尤，献出薛云其余军民人等一律无罪，不然打破城池、人畜杀尽、鸡犬不留，你们听清楚了没有。”
城墙上的士兵看到候参将这个汉奸在那里胡说八道，可是隔得太远奈何不了他就一齐对着候参将狂骂，把候参将全家女性十八代先人都入了个遍。
候参将一个人那里是这么多人的对手，看着昔日的手下又羞又急恼怒交加吼道：“看你们现在吼得凶，等到大同城破你们才知道我侯大爷的厉害。”说完就打马，一溜烟跑回鞑子大军里去了。
城墙上的士兵同候参将对骂的这点时间，有大约两万满蒙士卒沿着整个北门对主城武定门全线、场城东西北三面发起了进攻，大批蒙古牧民，鞑子奴才放下渡濠器具将几个濠桥接起来搭在护城河上，就纷纷从濠桥上爬了过来。
薛云在玄东门城楼上看得分明，皇太极这半月没有白费，攻城器具准备得非常充分，城外皇太极的几百辆投石车在大盾牌的保护下距离大同城四百步的地方加紧安装，冲车也对准了玄东门的城门洞。
不过大同城的军事防御是大明朝数一数二的，从大明朝初期徐达守大同二百年间的修建完善，大同城可以说是固若金汤在冷兵器时代自己不出大篓子，敌人想要破城出非城中粮尽人绝之外，强攻破城大约就是在做白日梦。
整个大同城坚固完善，其城呈正方形，城墙夯筑，外包青砖，城外有层次分明的羊马墙，护城壕，拒马枪，陷马坑，鹿角木，蒺藜等，铺满了护城河两边。
进入大同城外围防御区域的满蒙鞑子是四处不便行动缓慢，还要处处小心一不留神不是被蒺藜扎了脚，就是掉进了陷马坑被插死了，虽然倒霉的人不多，却搞得满蒙鞑子们心慌意乱胆战心惊进攻慢得更像蜗牛了。
负责北面城池防守的是参加余大成，他一声令下城内几百辆投石车一齐发射，几百石弹飞向城外的鞑子们，砸得护城河两岸满蒙鞑子四处躲闪，运气特别好的就中了头奖，一顿石弹下来当场被砸死了三十几个，受伤的有一百多号，不过大多是惊慌之下互相踩踏或者掉进陷马坑死掉或受伤，真正是石弹砸伤的只有三四十个鞑子，到处都是缺腿少胳膊的血流满地躺在那里鬼哭狼嚎。
领头的建州鞑子先锋牛录章京达音布大喊着叫众人分散行动，可是在大同城防御区域转个身都不容易，这让大家怎么分散行动，简直就是一堆活靶子等着挨砸嘛，几轮石弹下来一百多个满蒙鞑子被砸死在城下，伤了好几百人，虽然对于两万人的进攻这点损失不算很大，可是几百伤兵在哪里叫死叫活的还是很影响军队士气的。
章京达音布命令一千满蒙鞑子个个手拿斧头，顺着玄东门城楼方向对着拒马枪、鹿角木这些障碍物一路砍了过来，有的鞑子爬过了护城壕、羊马墙，开始立起了云梯，真正短兵相接的攻城大战来临了。
余大成心里有些后悔当初他通过女儿拿到了北城的指挥权，以为自己掌握了大同城最重要的军事重地，将来可以成为自己升官进爵的捷径，那里晓得一下子来了怎么多的鞑子，这个薛云太能搞事，自己手下的这些弟兄等这一仗打完不知道能留下多少。
余大成知道现在想这些没用还是先把仗打好再说，见鞑子靠近城墙立刻命令士兵放箭，一时间城上城下箭如飞蝗双方对射。
虽然鞑子精于骑射但是地形不利，结果对射鞑子损失不小，有好几百人倒在了城墙下，城上大明官兵也有一百多人的死伤，多数都是被射中头部，死相十分难看一度引起官兵恐慌被余大成弹压了下去。
城下鞑子利用进攻的这段时间，拉走了不少鹿角丫杈，砍坏了很多拒马枪，鹿角木，也填平一些陷马坑，沟壑，大约是进攻的目的达到，鞑子大军吹响了退兵的号角，两万鞑子兵带着伤兵和近千具尸体退了下去。
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