元军万事具备，第二天便对北面城墙发动猛攻。照样是用回回炮在外围死命压制，让宋兵无法开炮、射箭。
然后城外的元军就推着云梯、井阑、冲车一齐冲上。弓箭手站在井阑之上，居高临下。推近城墙之后，射箭压制宋军。
宋军弓手、弩手躲在城内，采取覆盖式抛射的办法干扰敌军冲城。
元军一边举着盾抵挡，一边架起云梯，开始蚁附登城。冲车也推到了城下，对着城门猛攻。
几辆轒輼车被推到城墙下方，蒙古士兵躲在在下面开始挖掘城墙。
宋军重甲士举大盾冒死掩护着弓弩手，冲到马面墙上，从侧面射击云梯上的元军。元军两侧交叉受袭，抵敌不住，滚下城去。
而城墙上的宋军甲士也被回回炮的石弹砸死了一大片。
眼见北门要被敌军冲车撞开，吕师圣连忙率领神机营，呈三段式阵列在瓮城严阵以待。
城门被撞开之后，三眼内力铳连续不断的发射铁弹，将冲进来的元军尽数杀死。之后又一把火点燃冲车，阻断后续元军进入。
刘整眼见攻势受阻，只能鸣金，全军撤退。元军也不慌张，井阑弓手拼命射箭压制，拉着轒輼车作为掩护，慢慢的全军撤回阵中。
范天顺连忙派人抢修城门，修补城墙，抢救受伤士卒。吕师圣又将北面城墙上苦战一日的士兵撤到城内休整，轮换将士守城。
元军清点士卒，攻城一日，已损失两千余精锐，而且全部都是蒙古勇士。却连城墙都没有攻上，实在无法承受如此损失。
于是阿术召集众将商议，刘整献策曰：“敌军的火炮已经被我压制。我军伤亡，大多是被弓弩射击造成。可以堆高土山、竖起井阑，与敌军对射，消耗宋军箭矢。”
于是元军又耗费十余日在城外堆土山，高与樊城城墙平齐；又竖起数十架井阑，与城内展开对射。
宋军没有后续支援，果然箭矢消耗过多，于是吕师圣下令不准还击，保存箭矢，以备激战。
元军弓手站在高处，但见城墙上有宋军走动，就引弓射箭。宋军出入都要举盾护身，士气沮丧。
吕师圣命令士卒收集元军射来的箭矢，让工匠回炉重制箭矢，因工匠和火炉有限，产量甚微。
阿术与刘整一连数日，登上了望车，见宋军确实缺箭。于是传令全军，明日起蚁附攻城。
第二日，元朝大军出营，挑选精锐之士数千人，身披重甲，手持利刃，列阵城外。
三通鼓响，重甲兵齐步向前。元军土山和井阑上的弓手拼命射箭掩护。宋军躲藏在女墙后方，被压制的完全无法抬头。元军趁机纷纷攀爬云梯。
宋军箭矢不足，马面失去了作用。只能奋力操作滚木、擂石，对准云梯上的元军砸去。稍有不慎，探出头来，就被元军射杀。
元军在付出了千余人的代价后，终于爬上城头，远处的回回炮担心误伤自己人，也停止了射击。
宋军早已严阵以待，刀盾手在前，挡住土山上的箭矢，神机营在后，三眼内力铳开始发挥威力。
一轮射击过后，元军死伤一片。但是这群蒙古精兵异常悍勇，反而被激起了血性。毫不顾忌伤亡的冲过来。
双方兵马撞在了一处，开始近身肉搏。樊城规模本来就小，三千宋军已经满满当当排成三列。因此元军的人数优势无从发挥，双方凭着勇力死命砍杀。