懿辭朝出城，令胡遵為先鋒，引前部兵先到遼東下寨。哨馬飛報公孫淵。淵令卑衍，楊祚分八萬兵屯於遼隧，圍塹二十餘里，環繞鹿角，甚是嚴密。胡遵令人報知司馬懿。懿笑曰：“賊不與我戰，欲老我兵耳。我料賊眾大半在此，其巢穴空虛，不若棄卻此處，徑奔襄平；賊必往救，卻於中途擊之，必獲全功。”於是勒兵從小路向襄平進發。
卻說卑衍與楊祚商議曰：“若魏兵來攻，休與交戰。彼千里而來，糧草不繼，難以持久，糧盡必退；待他退時，然後出奇兵擊之，司馬懿可擒也。昔司馬懿與蜀兵相拒，堅守渭南，孔明竟卒于軍中：今日正與此理相同。”二人正商議間，忽報：“魏兵往南去了。”卑衍大驚曰：“彼知吾襄平軍少，去襲老營也。若襄平有失，我等守此處無益矣。”遂拔寨隨後而起。早有探馬飛報司馬懿。懿笑曰：“中吾計矣！”乃令夏侯霸、夏侯威，各引一軍伏於遼水之濱：“如遼兵到，兩下齊出。”二人受計而往。早望見卑衍、楊祚引兵前來。一聲炮響，兩邊鼓譟搖旗：左有夏侯霸、右有夏侯威，一齊殺出。卑、楊二人，無心戀戰，奪路而走；奔至首山，正逢公孫淵兵到，合兵一處，回馬再與魏兵交戰。卑衍出馬罵曰：“賊將休使詭計！汝敢出戰否？”夏侯霸縱馬揮刀來迎。戰不數合，被夏侯霸一刀斬卑衍於馬下，遼兵大亂。霸驅兵掩殺，公孫淵引敗兵奔入襄平城去，閉門堅守不出。魏兵四面圍合。
時值秋雨連綿，一月不止，平地水深三尺，運糧船自遼河口直至襄平城下。魏兵皆在水中，行坐不安。左都督裴景入帳告曰：“雨水不住，營中泥濘，軍不可停，請移於前面山上。”懿怒曰：“捉公孫淵只在旦夕，安可移營？如有再言移營者斬！”裴景喏喏而退。少頃，右都督仇連又來告曰：“軍土苦水，乞太尉移營高處。”懿大怒曰：“吾軍令已發，汝何敢故違！”即命推出斬之，懸首於轅門外。於是軍心震懾。
懿令南寨人馬暫退二十里，縱城內軍民出城樵採柴薪，牧放牛馬。司馬陳群問曰：“前太尉攻上庸之時，兵分八路，八日趕至城下，遂生擒孟達而成大功；今帶甲四萬，數千裡而來，不令攻打城池，卻使久居泥濘之中，又縱賊眾樵牧。某實不知太尉是何主意？”懿笑曰：“公不知兵法耶？昔孟達糧多兵少，我糧少兵多，故不可不速戰；出其不意，突然攻之，方可取勝。今遼兵多，我兵少，賊飢我飽，何必力攻？正當任彼自走，然後乘機擊之。我今放開一條路，不絕彼之樵牧，是容彼自走也。”陳群拜服。
於是司馬懿遣人赴洛陽催糧。魏主曹睿設朝，群臣皆奏曰：“近日秋雨連綿，一月不止，人馬疲勞，可召回司馬懿，權且罷兵。”睿曰：“司馬太尉善能用兵，臨危制變，多有良謀，捉公孫淵計日而待。卿等何必憂也？”遂不聽群臣之諫，使人運糧解至司馬懿軍前。
懿在寨中，又過數日，雨止天晴。是夜，懿出帳外，仰觀天文，忽見一星，其大如鬥，流光數丈，自首山東北，墜於襄平東南。各營將士，無不驚駭。懿見之大喜，乃謂眾將曰：“五日之後，星落處必斬公孫淵矣。來日可併力攻城。”眾將得令，次日侵晨，引兵四面圍合，築土山，掘地道，立炮架，裝雲梯，日夜攻打不息，箭如急雨，射入城去。
公孫淵在城中糧盡，皆宰牛馬為食。人人怨恨，各無守心，欲斬淵首，獻城歸降。淵聞之，甚是驚憂，慌令相國王建、御史大夫柳甫，往魏寨請降。二人自城上系下，來告司馬懿曰：“請太尉退二十里，我君臣自來投降。”懿大怒曰：“公孫淵何不自來？殊為無理！”叱武士推出斬之，將首級付與從人。從人回報，公孫淵大驚，又遣侍中衛演來到魏營。司馬懿升帳，聚眾將立於兩邊。演膝行而進，跪於帳下，告曰：“願太尉息雷霆之怒。剋日先送世子公孫修為質當，然後君臣自縛來降。”懿曰：“軍事大要有五：能戰當戰，不能戰當守，不能守當走，不能走當降，不能降當死耳！何必送子為質當？”叱衛演回報公孫淵，演抱頭鼠竄而去。
歸告公孫淵，淵大驚，乃與子公孫修密議停當，選下一千人馬，當夜二更時分，開了南門，往東南而走。淵見無人，心中暗喜。行不到十里，忽聽得山上一聲炮響，鼓角齊鳴：一枝兵攔住，中央乃司馬懿也；左有司馬師，右有司馬昭，二人大叫曰：“反賊休走！”淵大驚，急撥馬尋路欲走。早有胡遵兵到；左有夏侯霸、夏侯威，右有張虎、樂綝：四面圍得鐵桶相似。公孫淵父子，只得下馬納降。懿在馬上顧諸將曰：“吾前夜丙寅日，見大星落於此處，今夜壬申日應矣。”眾將稱賀曰：“太尉真神機也！”懿傳令斬之。公孫淵