而铁木真可以管不了那么许多，见众将都主张与宋军一战，也立刻开始安排布置。

首先铁木真下令，把哲别、速不台、耶律阿海及蒙古兵从临璜府招回，只留下耶律留哥带契丹士兵守卫临璜府。同时大军也从建州撤退，在顺州聚集，合兵去进攻宋军的燕山府。不过体谅郭宝玉是汉族人，因此留下他守卫建州，不参与进攻宋军的战斗。

而这时蒙古部中又发来了二万援军，全军加在一起，共计超过了十万，而且基本都是蒙古部的本土战士和早期就加入蒙古军的其他各族士兵。兵力可以说是雄厚之及。同时铁木真又下令，在宣化州、弘州、奉圣州、蓟州、顺州、大定府等地，征集粮草物资，供应军用。

安排就绪之后，铁木真立刻率领大军，向通州发动了进攻。

通州在燕山府正东约四十里处，是燕山府东面的门户，而在通州南北的顺州和蓟州都在蒙古军的掌握之中，因此从东边打开燕山府的缺口，是非常合理的进军路线。

铁木真虽然一心要为博尔忽报仇，但倒底没有失去理智，他深知攻城能力不足是蒙古军的一大软肋，冒然去进攻燕山府这样的坚城，无异于以卵击石，因此先围攻通州，迫使宋军离开燕山府城，赶来救援，然后在野战中击败宋军。如果宋军不救通州，那么蒙古军在攻下了通州之后，就绕过燕山府，杀入河北内地去烧杀抢掠。

因为通州并不是大城，而蒙古军由郭宝玉训练了近两个月，攻城能力也有了一定的提高，铁木真觉得攻下通州，还是做得到的。

守卫通州的是高震和刘仁先，共计有三万宋军。通州城的城墙不高，但守城的物资器俱十分齐备。同时还配备了十门火炮。

因此在攻城战一开始，蒙古军就被宋军来了一个当头一击。曾经令金军吃过不少苦的火炮轮番发射，喷出一道一道火舌，带出了巨大的轰鸣声，打向三百余步开外的蒙古军阵中。震得蒙古军心惊胆寒。人马大乱。蒙古军甚至还没有发动进攻，就开始向后退却了。

铁木真也无可奈何，而且他也知道这不能怪士兵们，无论是谁突然遭受到这样的打击，也会马上想到后退的。但他又不甘心就这么收兵，只好先退兵五里，然后重整旗鼓，再来进攻通州城。而这一次蒙古军也学得聪明了，离着通州城还有六百余步时就停住了脚步，小心翼翼的试探了一番之后，才出动了第一批攻城的人马。

而宋军见一轮火炮就把蒙古军打退，也都不由士气大振，虽然蒙古军去而复返，但还是信心十足，见蒙古军派出了攻城的部队，炮手们立刻又开始填装火药，重新发射。

不过游牧民族的天生捍勇和血性使得蒙古战士们克服了对火炮的恐惧，在巨大的轰鸣声中，缓缓向城墙靠近过去。也令宋军感到一丝意外，第一次遭到火炮的打击之后，还能保持着这样的斗志和士气，确实想当不错了。

但宋军也不会因此而对蒙古军手下留情，随着蒙古军逐渐向城墙推进，宋军的投石机、床弩也纷纷发动，向蒙古军打击过去。因为蒙古军没有远程的进攻武器，宋军可以毫无忌惮，根本不需要半点隐藏自己的身影。

铁木真在后阵也发现，宋军的防守强度比金军防守的兴中府更大，虽然暂时不能断定宋军的防守力就强于金军，但弩枪、石块、火器远远要比兴中府密集得多。蒙古军在离城墙还有相当一段距离时，就已经死伤了无数士兵。

而宋军就像是给蒙军展示一堂城墙的防守课一样，一切有进行的有条不紊，各种远程武器轮番配合上阵，根据蒙古军的进展程度，不断给蒙古军施加打击。事实上蒙古军已经非常努力了，而且也非常勇敢，对于攻城战的运用，也比过去有了明显的提高，但面对宋军严密的防守，密集的运程打击，还是无能为力。在靠近城墙的过程中，蒙古军差不多丧失了一千五百多人。

但靠近了城墙，只意味着宋军的打击更强，床弩和投石机转而攻击后方的蒙古兵，弓弩手们也退居到第二线，将垛口位置让了出来，宋军将石块、粗木拼命扔下，猛砸蒙古兵，又用猛油弹去烧云梯，用撞车、火器去攻击塔车，也使蒙古军的伤亡近一步扩大，云梯上、塔车上的蒙古士兵就像秋天的落叶一样，不断飘落。