大同三部聯軍揮師南下，沿桑乾河直至句注山前，薩葛都督米海萬請安慶都督史敬存，契必都督契必璋入帳議事。
「雁門險要，城高牆堅，地勢險固，當初契丹四十萬騎圍隋煬帝，數月不下。今我大同軍雖有六萬之兵，但恐怕短時間內難以攻克。不若引振武軍與天德軍合攻，並邀夏緩軍、河東軍一起伐沙陀。」
契苾璋笑道：「獨眼狼此時正身身陷河北泥潭之中，一時難以回身。秦王已經如雷霆萬鈞，連破沙陀四州之地，兵逼蔚州。李克修已全軍覆沒，劉氏分兵兩萬前往救援，此時雁門正是空虛之時，關內不過區區五千沙陀兵，外加兩萬新募漢兵，就憑這點兵馬，難道我們還不敢打？」
安慶都督史敬存也在一邊點頭，這次出兵雁門，乃是秦王李璟密邀。秦王早已承諾，攻下雁門鎮，秦軍只要山前四州與蔚州，剩下的代、忻二州歸大同軍三部。
這個提議讓大同軍很是動心，三部現在分領大同軍，可實際上大同軍只有雲朔二州地盤，卻有三部。因此，他們迫切的想要把昔日對頭李克用幹掉。特別是曾經同為沙陀三部落的薩葛與安慶二部，更巴不得把沙陀除之而後快。按三部落的約定，事成之後，雲州歸薩葛部，朔州歸安慶部，而忻代二州歸契苾部。
這個時候多一方勢力加入，最後的勝利果實也必然要多一個方分割。史敬存和契苾璋都不願意。
米海萬又道：「我軍一路南下，兵馬疲憊，不若先在關下休整數日，養成氣力再發兵攻城？」
契苾璋反對道：「我軍正須趁新到之鋒銳，一舉攻關，怎能自挫鋒銳？」
米海萬卻是有些不太願意和沙陀兵硬拼，擔心若拼的太慘，就算到時拿下了雁門，可萬一到時李璟今後領兵而來，就怕到時李璟摘了桃子。甚至反將一軍，把他們的地盤也給吞了。只是這些話他不便明說，而史敬存和契苾璋二人卻是一意立即攻關。
一方商議之後，最後還是決定按原計劃攻城。
次日。米海萬、史敬存、契苾璋三將各領兵馬而出，陳兵關下。
三將立於旗下，遙望關上，守軍如臨大敵，不由哈哈大笑。傳令攻城。
六萬大同軍展開攻城，鼓聲大震，分批次展開進攻。城頭上，李嗣源穿戴成李存進的侍衛模樣，站在李存進身後觀看大同軍攻城。
大同軍攻的兇狠，但城上的李嗣源雖然一直隱藏自己昨夜已經悄然入城的兵馬，可就憑李存進手上的一萬五千兵馬，加上協守青壯，也足以支撐一段時間了。
第一天的攻防戰打的毫無新意，一方猛攻。一方死守，戰鼓如雷，血戰一天，直到黃昏之時雙方才收兵罷戰。
大同軍猛攻一日無果，米海萬等回營商議，道：「某今日在城下觀望，幾次我軍幾乎攻上城頭，守軍形勢危急，然並未見有預備兵馬殺出。看來，李克用確實還未回到雁門。若按今日的攻勢。我們再加一把力，也許明日就有希望攻入城中。」
「只是今日這般猛攻，我軍傷亡頗大！」史敬存道。
「這個時候可不能猶豫，李克用說不定什麼時候就回來了。我們得抓緊時間。只要能攻下雁門，傷亡大些算得了什麼，一切都值得。」攻下雁門，對契苾璋意義重大，按約定，到時他雖然要把雲州交給米海萬。但卻能得到忻代二州，他的地盤能直接翻一倍，這樣的好事怎麼能錯過。
第二天一早，大同三部復領兵繼續攻城，攻勢越發猛烈。雙方死傷慘重，雁門城下屍積如山，天黑之後，三部折損超過三千餘眾，城上守軍一樣傷亡慘重。
城中一萬五千兵馬，兩日守城戰過後，已經只剩下不滿萬人。
李存進憂心忡忡的向李嗣源道：「如此血戰，最多再打兩天，我們就將守不住關城了。」
李嗣源知道李存進是想讓他派他的兵馬出戰，揮了揮手，「不，現在還不到時候，再守一天，到時某自有破敵之策！」
第三天，擔心李克用回援的大同軍再次加大攻擊力度，完全不計傷亡。當天有數次，大同軍攻上城頭，最後李存進帶着親衛隊四處救火，好不容易才撐到天黑。可是天黑之後，大同軍也未退兵，而是點火夜戰。
一夜混戰，待到天明之時，李存進手上只剩下了三千餘傷痕累累，疲憊不
