王龁在山上看到这一幕，心疼不已，为自己的失策和大意深深懊悔。他随后看到剩余的戟兵抬着门板，再发动一次进攻，结果在又损失了十几名士兵后，终于把全部秦军救了下来。赵军也把主要精力放在扑灭城门的大火上，对秦军的救援行动听之任之。
这一次进攻以彻底失败告终。王龁下令鸣金收兵，所有伤员后送到简子城，再送往上党和高都。
准备冲车和水攻的两个营也在行动。他们征用了邑民的石斧上山伐木，又征用了邑民的大筐用来装石头。由于水位并不高，可以徒涉，用几筐石头也许就可以堵住河道，把水引向城中。
负责守卫关隘的是一名年轻的百人将李牧。李氏是柏人的大族，而柏人则是赵国仅次于邯郸的大城，有邯郸一起享有铸币的特权。太爷爷李兑曾经是赵国的权臣，赵武灵王就是被他困饿死的，被封为奉阳君。他的爷爷李昙参加过伐齐的战斗，立过战功，现在主管柏人。李牧刚刚出仕，派往皮牢驻守。这里虽然偏远，好在事情不多。但世事难料，一向无事的皮牢，竟然因为长平之战成为要紧的前线！才十几岁的李牧就这样陷进了战争中，而更要命的是，他还是个残疾：他的右臂天生挛缩，引不得弓，持不了剑。
所以，当廉颇亲率大军来到皮牢布防时，就想把李牧撤掉，另换他人。但李牧却给廉颇介绍了自己战术设想：在这个狭窄的空间内，大队人马无从发挥作用，只能靠小股部队作战。而自己久在关隘，对这里的一切十分熟悉，每个方向都有战术想定，保证能在关隘前大量消耗秦军。
廉颇见这个小孩说得头头是道，就把他留下了，但要给他补充兵力，派一名五百人将来。李牧道：“将军但信牧，可委军事于牧，事败则责牧之罪。若委之于他人，牧可去也。”廉颇不想这个小孩还这般硬气，想到他是李昙的小孙子，有几分傲气也很正常。目前抵御秦军，有信心的少，没信心的多，如果李牧有自信，不妨让他一试。反正皮牢也没什么太重要的，万一不行，丢了也就丢了，只当给小孩子玩一玩。于是给他补充了部队，让李牧代理五百人将。
当秦军到来时，李牧并没有将这五百人都派上城头。这座关隘本来就不大，加之东北、东南两面都无需派兵守卫，只用防御两面城墙，他就只派了一百人上城，其他人就在营内等候，听他的鼓声上城支援。从军营到各方向的城墙都不超过百步，增援可以瞬息即到。
第一天王龁攻城时，他命士兵射杀了几名秦军的弓箭兵；当秦军弓箭兵集中射击时，李牧下令士兵全都贴墙躲避，伤亡很小。但秦军放火烧城门出乎李牧预料，他没能提前准备，只能等火起后，调一百士兵，城上城下两面用水把火浇灭。
第二天，李牧就学了乖，见秦军在门板的掩护下过河，索性不加特别阻拦，而是将士兵撤到远端，等秦兵靠近了才猛烈射击，给秦军造成巨大伤亡。
这两天，廉颇也在对面的山地上观战。李牧这两天成功的防御作战，很得廉颇的欣赏。他于每天晚上都派兵补充白天的伤亡，并将伤员救援出去；补充粮食和水，补充箭矢，鼓励李牧好好打！赵军士兵在打退了秦军两次进攻后，也士气很高，对李牧很有信心。
第三天，秦军再度来袭，依然是门板掩护下的冲锋，然后往城门内抛掷草束，点火烧城。李牧也如法炮制，但这一次，抛掷草束的戟兵用门板掩护，有效减杀了李牧集中射击的威力。而且秦军点着火后并不急于撤退，而是将火力集中到点着的城门上方令上城灭火的赵军伤亡惨重。
李牧一面命令两侧的弓箭兵向外射箭，一面不顾伤亡，让士兵城上城下地浇水。由于秦军箭矢十分密集，许多士兵有些害怕，李牧亲自拎着水瓮登上城去浇水，一面鼓励大家奋勇登城。经过两次登城，终于将火扑灭。
但不等赵军有所喘息，秦军再次冲上来，抛掷草束，又一次点着了城门。这一次与上一次不同，外面是干草，里面是打湿了的草束，不仅有火，而且湿草燃烧不充分，浓烟滚滚，令赵军根本无法靠近。
李牧命令士兵在城下用水浇城门，尽量拖延。城上的弓箭兵退到浓烟范围外拼命还击，不时有人中箭倒下。秦军弓箭兵虽然损失更大，但依然顽强地向城里射箭。浓烟持续一段时间后，有所减弱。秦军再次冲上去，投掷干草，并再次点火。
持续不断的努力终于有了成果，大约到中午前后，城门的大火从闷烧向明火转变，突然一阵大风吹过，明火一下转为爆燃，火焰一下子升腾起来；秦军再次向火堆中投掷干草，让火焰变得更加猛烈，终于火焰点着了门楼。
见此情景，廉颇十分无奈地下令鸣金。李牧打开南门，一队队士兵有序离开，进入狭谷内，伤员全都被带走。李牧率领弓箭兵最后撤离。
王龁在山上看见了李牧撤出了守城的兵力，他没有指示部队追击。由于现在燃烧十分猛烈，城门的火焰开始向城内一切可燃物蔓延：营房、粮食、秸秆、箭矢、兵器、杂物……以至另一座城门（关隘只有两个门，一个朝南，一个朝西），整座城池都熊熊燃烧起来。
王龁兵力不足，不敢前去救火，只能看着城池被完全焚毁。他再度后送了伤兵，并指示简子城的主力明天沿大道向皮牢前进。自己则指挥士兵占领了狭谷两侧的山地。
透过山下那条狭谷，王龁甚至可以隐约看到狭谷那边的赵军。他派出哨探，结果与对方的哨探在狭谷内相遇，经过短暂对峙后，各自后退。王龁沿山梁向前延伸自己的部队，也不时与对方的哨探相遇，王龁不知虚实，不敢把部队放得过远，他把主力安排在已经烧毁的城池内外，山上放两个营，伸出三五里安营，一定要控制住两侧的制高点。
天亮后，晨雾散去，山下的赵军也历历在目。洺水在穿过狭谷后走了个“之”字形，转折处自然是一座山峰，那里是赵军的观察哨和指挥中心。赵军分成三个部分，洺水两岸分置两部，另外一部则被安置在更靠北的一片开阔地上，显然是为了防止秦军不走谷地，翻山过来。每处两个营盘，应该有一千人。王龁估计，山后应该还有接应的部队，总兵力可能有五千人。兵力虽多，但营垒并不坚固，没有构筑城池。这让王龁稍稍放了点心。
双方都进行了几次试探性进攻，均无功而返。
谷地本来就不宽，又为洺水分成两个部分，这使得兵力的运用十分困难：连排成一列横队的宽度都没有。如果排成横队前进的话，一排最多放十个人，看来只有以纵队的形式前进，作战时，也许就要利用水面的宽度。
位于简子城的秦军走了两天才到，全部部队到达时，天已经黑了。是值隆冬，寒风呼啸。风从山谷中穿过，尤其惊心动魄。按常规，这时秦军应该已经到达作战地点，在敌方的邑里住下，吃着敌方的粮食。但这次远征一来路途遥远，二来沿途都少人家。所以途中还从端氏和高都补充了十斤炒粟。
从上党出发到现在，已经七八天，但就算冲过前面这片狭谷，也还不到人口繁庶的地方，依然找不到吃的和住的，还必须继续向前。
谷地十分狭小，两万人根本排布不开。所谓一营一里地的规矩只能不讲了。士兵们各找避风之处安营，点起篝火取暖，火光映红了半边天空。
第二天，两个正规营从谷地洺水两岸，穿越谷地。五千轻兵则沿着洺水南岸的山梁或半山坡，到达山的那一边。
洺水“之”字形转折向南再向东，南岸惟一的开阔地被赵军两个营占领，他们的身后就是洺水，再往后就是赵军的瞭望和指挥台。这个半包围的洺水一方面掩护着赵军的侧翼和后方，一方面也将他孤立出来。王龁的意图是用一个营牵制着洺水北岸的赵军，全力拿下洺水南岸。
沿山谷前进的两个正规营与赵军发生了接触：两岸赵军各派出一百人的小队在狭谷中与之相遇。只隔一条不不足百步宽的小河，两队保持着齐头并进的态势，便于相互照应。由于道路狭窄，按理一百人和五百人其实战斗力相差不大。但一交手，前面的秦军即排出规范的刺猬阵，止住赵军的前进；后面的秦军则跳下河中，沿着河床向赵军扑过来，一时箭如飞蝗，从侧面袭向赵军，瞬间打乱了赵军的阵脚，前出接战的小队只得张皇地拖着伤员望后就退，仍不时被水中的秦军射中。秦军一起追击到谷口，遇到赵军的营垒，才停下来。