方大猷也沒想到局勢會突然發生了這樣的變化，隻好趕忙向北京發出告急文書，請求多尓袞派遣真滿洲官兵一萬，星夜南馳來援雲雲。
告急文書雖然己經發出，但方大猷也知道，想等到援軍趕來，至少也是一二十天以後的事情，而在這段時間裏，就隻能靠自己了，因此他也在濟南城調集兵馬，把自己帶來的所有士兵都招回到濟南城來駐守，同時又在自己撫平的山東地區招集兵馬，這個時候也不管許多，什麼衛鄉、鄉勇、團兵，隻要是人就算一個，並且還許下了重賞：步兵一兩八錢，有馬給銀四兩八錢，騾兵給銀三兩八錢等等。 就這樣總算是東拚西湊，聚集起了三千多人。而方大猷總算也有了點底。又下令濟南城四門緊閉，嚴加守備。
而就在這時，童大勇也率領著人馬，攻入了濟南府，並且打出了商家軍的旗號。應該說商家軍在山東青州一帶還是很有威名的，由其是當初清軍入關奔襲時，還從清軍手裏奪回了濟南，在濟南地區同樣也是威名赫赫。同時在名議上，商家軍還是屬於明朝的人馬，因此童大勇的人馬所過之處，各縣都不敢阻擋，而且還有一些不滿清廷統治的明朝的官員和地方鄉紳也都紛紛像童大勇表示了歸服。童大勇對這些人也加以安撫，並讓他們最好遷到登萊一帶去定居。
在六月二十二日，童大勇率軍到達了濟南城下，開始架炮攻城。方大猷當然不敢出城應戰，隻是在濟南城中拒守，同時又懸出重賞：明軍攻城，凡斬敵首一級者，賞銀二十兩，射敵一人者賞銀十兩，受傷者也賞銀十兩。
穆陵關是共有中重型火炮四十二門，其中最新的三寸六分口徑重型青銅野戰炮有八門，這次出兵進攻濟南，帶來了十二門中重型火炮，包括有四門三寸六分口徑重型青銅野戰炮，這時也在濟南城架起，對著城頭上一陣猛轟，同時還有三十名使用線膛狙擊步槍的狙擊兵，也在遠離城頭一百五十步遠的距離，對城頭上的清軍展開射擊。
商家軍的火力雖然並不算強大，但距離卻遠遠超過了清軍的還擊範圍，而且火炮還好些，對城頭上的殺傷力並不大，但獵人步槍的精確度卻十分恐怖，在一百五十步的範圍內，士兵們基本都能達到六七成的命中率，因此隻要是在城垛口上露出頭來，就會馬上被商家軍的狙擊兵打得爆頭而亡。
因此在城牆上經常可以看到這種場麵：有一個士兵慢慢的站起身體，想在城垛口處探頭向下看去，然後就聽見城下槍聲一響，這名士兵馬上就向後一仰，直挺挺的栽倒在城上。因此到了後來，清兵在城頭上行走都隻能貓著腰，跟本就不敢站直身體。
童大勇見打得城頭上的清軍根本就沒有還手之力，立刻就下令架雲梯攻城，然後又命所有的狙擊手都在掩護雲梯攻城。
商家軍的雲梯並不多，一共也隻帶來了二十架，而且現在隻用出了十架雲梯，但清軍被打得連頭都不敢冒，那裏還能在城頭上防守呢？因此商家軍的士兵也十分順利的渡過了防城河，架好雲梯，然後向城頭上攀爬，雖然也有幾個不知死的清兵還站出來防守一下，但馬上就成為狙擊手的靶子，在爆頭倒地了幾個之後，就再也沒有清兵敢露頭了。
因此整個攻城的過程，也顯得十分的詭異。在城牆外攻城的部隊在爬城，而在城牆上，守城的士兵卻都龜縮著躲在城垛口下，不敢出頭。在古往今來的攻城戰中，恐怕還從來沒有出現這樣的場景吧。
而商家軍的攻城兵在爬到接近城垛口的高度時，都先停一下，然後十架雲梯上最高的士兵一起向城頭上扔出一個手榴彈。隻聽在城牆上立刻發出一連爆炸的聲音，其在硝煙彌漫中，還夾雜著不少慘叫聲，接著商家軍的士兵才又重新開始攀蹬，沒有受到一點阻擋就爬上城頭，翻過城垛口，登上了城牆。
淸軍本來就是七拚八湊起來散兵遊勇，根本就沒有鬥誌，在有城牆可守時，還能免強支應一陣，眼看著敵軍爬上了城牆，那裏還敢應戰，而且他們也從來沒有見過這樣的攻城戰術，因此立刻一哄而散，四處奔逃。商家軍的士兵們也趁機攻占城頭，放下吊橋，打開城門，放城外的大隊人馬進城。
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