經過數輪激戰之后，唐朝的援軍來了。這對于朱泚的叛軍來說絕對不是一個好消息。但是，靈武留后杜希全、鹽州刺史戴休顏率領的近萬大軍，卻被唐軍內部的一旨荒唐命令給送上了絕路。原本，馳援奉天有兩條路，一條是是距離奉天西北四里的乾陵，一條是距離奉天背面二十里的漠谷。不論是從援救奉天的緊迫性，還是進軍安全的角度，都應該選擇乾陵的路線。但是，乾陵里躺著的是唐高宗李治和唯一的女皇武則天，出于政治正確性的考慮，援軍不能驚擾先帝的陵寢。于是，唐德宗給杜希全下命令，援軍只能從狹窄不利行軍的漠谷通過。于是，朱泚的叛軍在漠谷設伏，將唐朝援軍重創。杜希全不得不率領殘部退保邠州。

援軍被擊退，城外無據點，唐軍最后只嬰城固守等待各處勤王之兵，朱泚叛軍也準備畢其功于一役，拿下奉天。在叛軍初次攻城失敗后，他們破壞了西明寺的佛像，讓僧人法堅制作工程器械，不久之后云梯和沖車就相繼完工。這種云梯長寬各有數丈，外面包裹著犀牛皮，下面安裝著巨大的輪子，上面可以容納勇士五百人，城中的人們望見，都感到憂慮畏懼。不過韓環游卻說，叛軍用寺廟里的建筑材料做攻城器具，最怕遇火，只要多準備火具敵人的云梯就不足為慮。渾瑊也建議：“我們看云梯勢必甚為沉重，既然沉重，就容易下陷。我們請求迎著云梯的來路開鑿地道，積蓄柴禾與火種，等待它的到來。”神武軍使韓澄更是主動請纓去損毀云梯。為此，他指揮軍兵在奉天城東北角拓廣了三十步，在上面儲備了大量的膏油、松脂和柴禾，蘆葦等。

唐軍的備戰雖然顯得有條不紊，但是糧草等物質的卻開始匱乏起來。由于城市被叛軍包圍，無法運輸糧食，城內儲存的糧食和其他物質也因為戰事消耗殆盡。到了11月，唐軍打算派遣一名身手敏捷的勇士去偵查敵軍的動態，這位勇士在向唐德宗辭行之時，唯一的要求就是能給他一些御寒的衣服。結果，唐德宗找遍了整個行宮也找不出一套像樣的衣褲，這位勇士只好穿著單衣薄褲出城去執行偵查任務了。此時的奉天城內，比沒有衣褲更為嚴重的問題就是沒有糧食。貴為一國之君的唐德宗，御膳也僅僅只有兩斛糙米，沒有任何下飯的菜蔬。皇帝尚且只有糙米充饑，守城的官兵更是難以果腹。渾瑊不得不在戰斗的間隙，乘著叛軍休整和休息的時候，派人潛出城外尋找一些野菜、樹皮等作為充饑的口糧。

饑寒交迫的唐軍將士，在11月14日迎來了最后的決戰。朱泚叛軍先從城南發起攻擊，希望用“聲東擊西”的計策將守城的主力調到城南。不過朱泚的計謀被渾瑊、韓環游等人識破，不管叛軍對城南的攻擊如何進行，主力部隊依然集結在奉天城的東北角。見自己的計策沒有成功，朱泚也只好從奉天城的東北角發動強攻了。15日，北風勁吹，朱泚叛軍推出云梯，開始向奉天城做最后的攻擊。叛軍士兵抱柴背土，在戰車的掩護下迅速向護城的壕溝發起沖擊。由于叛軍的戰車之上有防護措施，所以守軍的弓箭和滾木礌石都無法對叛軍形成有效的殺傷。叛軍靠近護城壕溝后，將所攜帶的土石、木柴填入壕溝。很快，這道寬3丈，深2丈的壕溝被填平了，叛軍的云梯靠近了奉天城墻。

韓澄立即指揮守城部隊，用早已準備好的火器向云梯投擲。沒想到的是，云梯上面包裹著浸濕的氈子，懸掛著水囊，唐軍的火攻戰術根本沒有對云梯產生絲毫的損壞。更讓人意想不到的是，巨大笨重的云梯居然沒有被事先挖好的地道就在唐軍一籌莫展的時候，云梯上的叛軍利用居高臨下的優勢，開始向城內開弓放箭，投擲石塊，唐軍士兵傷亡頗多。叛軍的優勢武器，發揮了作用，很多叛軍順著云梯開始登上奉天的城頭。奉天城的東北角已經陷落，唐軍士兵與叛軍展開了肉搏戰，但是根本無力阻止蜂擁來的。奉天城的東北角成為整個城市保衛戰的焦點，一旦此處被叛軍突破并占領，那么整個奉天城的陷落只是一個時間的問題。為了打退敵人的進攻，唐德宗讓渾瑊組織敢死隊。不過，這個窮皇帝實在拿不出任何實質的賞賜，只好開具了一千份自御史大夫、實封食邑五百戶以下的空白委任官職文憑“告身”交給渾瑊。同時還承諾如果身告不足，可以直接寫在立功者的衣背上，唐德宗一旦還朝照樣會兌現。