司馬懿得知了這一情況，忍不住哈哈大笑道：“公孫淵不和我軍交戰，堅守不出，是想讓我軍防備鬆懈，然後好偷襲。我想公孫淵的軍隊大部分都駐紮在這裏，襄平肯定空虛。我軍假裝進攻襄平，他一定會去救，我軍埋伏在半路上，打他一個措手不及。”於是馬上帶兵往襄平進攻。
卑衍和楊祚聽說司馬懿帶兵去攻打襄平，嚇了一大跳，馬上帶領手下八萬大軍回救襄平。早有魏軍哨兵回報司馬懿。
司馬懿哈哈大笑道：“中了我的計了！”於是立刻命令夏侯霸、夏侯威各帶兵一千埋伏到遼水河岸。
卑衍、楊祚趕到遼水河岸中了魏軍埋伏，被夏侯霸、夏侯威打得大敗。這時公孫淵也領兵趕到。卑衍、楊祚又來和魏軍交戰，夏侯霸一刀殺了卑衍。公孫淵害怕魏軍，馬上帶兵逃回襄平。魏兵將襄平城四麵圍了起來。
這個時候已經是秋天，秋雨綿綿，一連下了一個月，司馬懿堅守營寨。雨水圍困魏軍營寨，魏兵行坐不得安寧。部將仇連請求司馬懿把軍營搬移到對麵山上，司馬懿大怒，借仇連不聽從命令的理由殺掉了仇連，一時之間，再也沒有人敢說苦楚。
司馬懿命令南營大寨的士兵向後撤退二十裏，好讓城中的百姓上山砍柴，放牧牛馬。
部將陳群問司馬懿：“以前你攻打上庸孟達的時候，兵分八路，隻用了八天的時候就趕到了上庸城下，以迅雷不及掩耳的速度平定了孟達的叛亂。現在你帶兵四萬，千裏迢迢趕到遼東，不下令攻打襄平城，卻把軍隊駐紮在泥濘之中，還放襄平百姓自由出入。我實在是想不通你這樣做是為了什麼？”
司馬懿笑道：“你哪裏知道用兵的方法！當年孟達兵少糧多，而我軍是兵多糧少，所以不可以速戰速決，隻能出其不意，打他個措手不及。現在遼兵多，我軍兵少，敵人饑餓沒有東西吃，而我軍卻吃得飽飽的，我軍為什麼要拚死攻城呢？我軍放他們一條小路，讓他們放鬆警惕，從襄平城逃走，然後我軍乘機猛攻猛打，那個時候是以少勝多，我軍必勝！”
陳群佩服得五體投地。
於是司馬懿派人去洛陽催運糧草。曹睿要發運糧草給司馬懿，大臣們都勸告讓司馬懿收兵。
他們的理由是天下大雨，對魏軍行軍打仗十分不利。曹睿反駁他們，說司馬懿擅長用兵公孫淵一定會被打敗。
司馬懿堅守營寨，又過了幾天，天氣晴朗，萬裏無雲。一天夜晚，司馬懿觀看天文，看到一顆大星墜落天庭，不由得大喜，對手下將領們說：“五天之後，公孫淵必死無疑。到時候大軍攻城，不要鬆懈。”
第二天，魏軍開始大舉進攻。四麵緊緊圍住襄平，築土山，挖地道，立炮架，裝雲梯，不分白天黑夜猛烈進攻，箭射得像雨一樣，襄平危在旦夕。
公孫淵軍隊把糧草都吃完了，於是下令殺牛宰馬維持生活。城中軍民百姓恨死了公孫淵，都想殺了公孫淵，投降魏軍。公孫淵每天都驚惶不安。想投降魏軍，每次都被司馬懿罵回襄平。
公孫淵在襄平呆不下去了，晚上選了一千名士兵，悄悄逃出了襄平城，走到東南角，中了司馬懿的埋伏，公孫淵被殺死。
司馬懿大勝而回。
魏國皇帝曹睿得了一場重病，馬上就要病死了，於是立刻召見司馬懿、曹真的兒子曹爽進宮聽遺令。
曹睿希望司馬懿、曹爽能夠好好地輔佐太子曹芳。司馬懿和曹爽都答應了。曹睿吩咐完畢就死了。