平城之下，汉军已围城近三月之久。
拓跋诘汾成功逃脱重围后，刘备以为城中守军大减，兵力更为悬殊，定然无力面对汉军的四面围击，当即下令诸军在次日发起总攻，试图在鲜卑援军到来前攻下平城。但他未料到单于赴死的威力，单于在臣民眼前壮烈身死，城中鲜卑不分男女老幼，无不发狂落泪。
战前，陈冲又派人射书城中，声称只要城池，城中生人皆可放离去，但鲜卑人却在城头严辞拒绝说：城在人在，城亡人亡。
于是汉军开战，城中壮丁虽走了大半，但步度根仍能征调城中老人妇女，他们到底是草原上的民族，生长在马背之上，整日狩野猎兽，等这些鲜卑人披上皮甲走上城墙，在汉军前挥刀射矢，汉军们到得墙上，见老人和妇人们瞪圆了眼睛，口里叫嚷着难以名状的声音，不由得有些气馁，竟为他们所接连打退。
接连攻了十余日，汉军仍不能取得进展，刘备顾忌伤亡，便转而继续挖掘壕沟，广修壁垒，大兴土山，对平城做长久围困打算。而到十一月初三，副伏罗去宾从弹汗山讨得两万援军，加上自己本部的兵马合计三万多人，南下代郡，初四到达高柳，初五便到达白登山，在距离平城不到二十里的山脚扎营。
东阵的令狐渊见去宾前来，鲜卑大军占据山巅，遍山遍野，好似乌鸦盖顶般黑压压一片，心中都不免有所动摇，赶紧向帅营禀告，刘备听闻通报，直接回信说：“自我们来时，本就讨论过这般情形，何必如何惊惶？你在背面也挖掘壕沟，防止他们下山冲阵即可，鲜卑的援军还未全至，到那时才是决战时刻！”
果然如他所言，十一月初七，在北方又有一支人马赶来。为首的正是拓跋诘汾，他突围之后直奔成乐，派手下使者在云中、五原、阴山来回盘旋，号召鲜卑各部救援王庭。听闻单于遇险，响应他号召的有置鞬部大人莫罗、日律部大人推臣、宴荔游部大人孤迄侯、没鹿回部大人窦宾。拓跋诘汾得以重整四万之众，进驻在距离平城西北方四十里的云冈山间。
七万鲜卑大军在汉军一左一右，加上平城内部的步度根部，将城下的汉军逼得进不能攻城，退不能撤军。但拓跋诘汾远看平城下密密麻麻的栅栏与壕沟，心中想起沙陵一战的惨败，不敢进攻贸然进攻，他先令部下就地休整，随后亲身去副伏罗去宾部中，与他商议进攻的布置，并定下两军于十一月初十，东西并进夹击汉军。
而在围城的时间里，汉军也正激烈地商讨着对敌决策，大抵分为两派，一派如令狐渊顾益等提议撤军