赵云夺了长安城，随后紧闭四门，出榜安民完毕，便即写了表文命人快马上报给刘备，随后叫率领后军的夏侯兰加快速度前来会合。
而几乎在同一时间，刘备率领的三万五千主力也出了斜谷口，大军迅速前出，与张飞之军合兵一处，围了郿县。
郿县守将朱灵、杜袭眼见蜀军越聚越多，自己虽然拼死抵挡，但敌军却仍旧不断攻上城头，顿时大为焦躁，朱灵抬头望向西边，指望着曹洪能分兵前来救援，然而朱灵却失望了，一连三天，曹洪并无援兵到来，而蜀军攻城越发猛烈，每天的守城战中双方都要死伤数百乃至上千的士兵。
到了张飞攻城的第五天，刘备到达的第三天的时候，朱灵、杜袭麾下已经只剩下千余士卒了，而城下攻城的蜀军也死伤了近五千人，双方伤亡比接近了一比一。朱灵、杜袭守得顽强，张飞也攻的迅猛，各种攻城器械其上，给守军造成了极大压力。
眼看再无援兵，城池就要守不住了，朱灵、杜袭不由都有些绝望。
而此时，城外的蜀军营寨之中，刘备看着摇摇欲坠的郿县城池也是喜忧参半。沉默片刻之后，就听刘备转头问身旁众将道：“昨日收到赵云表文，说已袭取长安，此乃大喜之事。虽说如今关中空虚，但为策万全，我军也该立即派兵前往增援。然而如今关羽在陈仓，被张颌看破虚实，截断了散关要道，又怂恿着曹洪率兵猛攻关羽营寨，如今关羽那里压力极大，也不得不救。”
习祯道：“只是郿城若不能拿下，我们的后路就始终不够安稳，必要分重兵在此围城不可，无法全力去增援关羽和赵云啊！”
刘备闻言，点了点头，道：“只是朱灵、杜袭把守城池严密，虽说我们不惜代价猛攻，但今日也未必能够破城。赵云已经拿下长安，据城而守，应无问题。但关羽那边面对曹洪、张颌的主力，兵力却着实有些紧张。我欲调吴懿领步军一万，再加上雷定所部五千骑兵前去增援关羽，诸位以为如何？”
吴懿、雷定起身道：“末将得令，必定协助关将军击溃曹洪。”
当下二将领兵去了。
刘备心下稍安，当下催促众军继续攻城。蜀军用三十架投石机，五十具车弩，两千张蹶张弩压制城上守军，张飞亲自督率步军用云梯、攻城锤等攻城。朱灵、杜袭率领城中军民不断从城中丢出滚木、礌石，泼下热油、金汁，投射箭矢石块，战况十分激烈，每一刻都有许多士兵死伤。
及至傍晚，城池虽然摇摇欲坠，但却也总算是守住了。刘备心下略有些失望，正考虑着是要连夜攻城，一鼓作气攻破城池，还是让众军休息一夜，明日再夺城，就听东边跑来一队败兵，带来了一个坏消息。
赵云的部将夏侯兰率领的后军七千人在夺取了槐里之后，正欲继续往东去长安与赵云会合，不料半途却遭遇了曹军大将曹真所部五千骑兵的突袭，夏侯兰大败，折兵近半，残部为避追杀，只得往南边的上林苑甘泉宫的方向逃去了。
刘备闻讯大惊，道：“想不到曹真用兵之能竟也如此善于用兵。如今夏侯兰惨败，长安城中一时只有赵云的三千兵马，倘有疏失，悔之晚也！须得立即调派援兵前往增援。”
当下刘备检视诸将，命陈到率领阳群、马玉、刘郃等部共计步骑兵一万余人，命众将打点行装，次日一早出发，前往增援长安。
随后刘备下了严令，叫张飞明日攻城，必要攻破郿县。
到了当夜四更，全军正在熟睡，忽听营外传来一阵喊杀之声，刘备大惊，急忙起身出帐查看，就见郿县以西突然杀来一支骑兵，迅猛地杀入了自家营垒之中。众军激战数日，已经有些疲惫，再加上确实没有想到敌军会有援兵，故此略有些松懈，因此被敌军一举突袭得手。
刘备看了片刻，眼见西营情况越发不妙，刘备不由怒道：“西营今夜是谢雄值守吧？为何不组织兵力反击？”
不多时，就听彭羕急匆匆赶来，对刘备拱手道：“陛下，来的是曹军大将曹真率领的骑兵。西营守将谢雄已经力战而死，如今那曹真正驱赶败兵，欲要冲击其余各营。”
刘备闻言，当即命众将严守各自营垒，又命丁咸、丁立督领弓弩手守卫营寨，但有兵马冲击营寨，便即乱箭齐发将之射退。随后又下令，叫张飞、陈到各率本部兵马前去剿除曹真。
张飞、陈到领命，当即领兵杀出，往西营而去。蜀军这一下稳定起来，又派出精兵反击，曹真顿时就感觉到了压力，奋力接战了一阵，感觉自己渐渐落入了下风，当下曹真不敢恋战，径直策马来到郿县城下，招呼守将朱灵、杜袭率领残兵弃城撤退。朱灵、杜袭见状，当即焚烧了城中粮草，随后打开城门，与曹真合兵一处撤离，很快消失在了夜色之中。
刘备闻听城中残军逃走，心下颇有些不甘，却也无可奈何，当下分兵进城扑灭了大火，并出榜安民，算是为这场攻城战划上了一个句号。
忙忙碌碌到了天明，这些杂事才终于处理完毕，当下刘备命陈到率军先行出发，赶赴长安去增援赵云，随后点了大将袁龙、宗预，令二人领兵五千镇守郿县，又命王朝、李邈、龚禄等人组织民夫继续运送粮草。
然后刘备、张飞督率剩下的两万大军往东边长安而去，准备稳固了长安之后便即继续出兵去夺取潼关，以便把曹军援兵堵塞在关东。
然而