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当天晚上，汉军终于发动了对建业城的进攻，一部巨型投石机在步外向建业城的东城和西城同时发动猛攻，巨石在天空呼啸疾飞，巨大的火球划过黑暗的夜空，仿佛一道闪电球击中城池，重达五十斤的火油陶罐腾空而起，在空中翻滚，接二连的砸中建业城墙。
城垛被巨石砸中，瞬间断裂，碎石横飞，士兵们躲在城墙根下，不敢抬头，城头的一架架投石机被巨石砸中，轰然断裂，断裂的巨木重重坠下城去。
但真正可怕的却是汉军的火油攻击，装满火油的密封陶罐砸中了城头，陶罐碎裂，火油流满一地，随即被呼啸飞来的火球点燃，城头上瞬间燃起熊熊大火，随着不断的火油陶罐射来，火势不断蔓延，愈加猛烈。
城头士兵被烧得一片惨叫，无数士兵冲过烈火向城下逃去，但也不少人被浓烟熏到，倒在熊熊燃烧的火油之中，被烧缩成一团。
但汉军的目标并不仅仅是城头，更多是城内的目标，建业宫位于城池正北，南面是军营，东西两侧的建筑群则是江东官署，由于城池偏小，官署大多靠近城墙。
而汉军进攻东西两面，主要目标正是城内的官署，此时距离城墙较近的官署建筑群全部被烈火点燃，大火正迅速蔓延，渐渐吞没了整个官署群，官署内住着不少官员家眷，在一片恐惧的尖叫声中，数官员家眷逃出了官署，在士兵的接引下，向相对安全的建业宫方向撤离。
就在建业城火势滔天之时，十艘千石的巨船从长江内沿秦淮水向南推进，逐渐靠近了建业北城，建业城内一片混乱，但吕蒙却紧张地注视着北城外的动静，他已经发现了汉军的真实意图，那就是利用火油的优势烧毁城内建筑。
东西两侧是官署，已经没有什么意义，烧毁也不影响战局，南面的军营稍微重要，但也不是非保不可，关键是北面，北面是建业宫和仓库群，一旦建业宫或者仓库群着火，那建业城就无法再守下去了。
就在这时，有士兵指着城外河中大喊：“将军快看！”
吕蒙忽然也看见了，夜幕之中，数步外出现了巨大的船影，正缓缓向建业城驶来，江东军对于水军的各种战术了如指掌，如果战船靠近城池，最有可能就是攻城船，一旦攻城船的高超过城池，攻上城头更是轻而易举。
远处驶来的战船体型非常庞大，高超过四丈，显然已经高过了城墙，如果它们是攻城船，后果将非常严重。
吕蒙当机立断令道：“放火油烧船！”
他们知道该怎么对付攻城船，城下立刻有士兵将数千桶火油倒入秦淮水中，火油流出城，缓缓向船只流去，就在这时，埋伏在城外的汉军士兵用火把点燃了河中的火油，火油迅速燃烧起来，整个河面上燃烧着一片蓝色的火焰。
但河中的火油在流出余步后便放缓了速，转而流进了旁边的一条小支流，在城头看不清楚，但如果走到河边，就会清晰地看见，河面上数根巨木连在一起，拦截住了河面上漂流的火油，使它们调头向另一条小支流流去，根本烧不到汉军战船。
这也是汉军的应对之策，只要把火油引走，江东军再多火油也烧不到战船，五艘战船并列在步外，每艘战船上都安装有架巨型投石机，大火球装在投射兜中，等待着命令下达。
在更远处的一艘大船上，刘璟负手站在船头，冷冷地注视着被大火和浓烟笼罩的建业城，大火早已使城头乱成一团，他完全可以利用这个时候攻城，但他还是希望不战而屈人之兵，让孙权自己投降，今晚不过他对建业的一次警告，如果建业城还不肯投降，那就休怪他大火焚城了。
“发射！”刘璟下达了命令。
汉军士兵点燃了巨大的火球，五艘战船上的十五架投石机同时发射，十五只大火球腾空而起，向城内呼啸着飞去，城头上一片惊呼，江东士兵们纷纷抬头望着十几只大火球掠过头顶，向城内飞去，
吕蒙的心都凉了，他看出了汉军的用意，不是针对仓库，而针对正北方向的建业宫，汉军这是在攻击建业宫。
建业宫并没有紧靠北城，而是距离北城墙两余步，汉军显然很了解城内的结构，他们十五只大火球弹性好，在落地后再次弹起，直射入建业宫内。
吕蒙见河中火油没有效果，急得他大吼道：“用投石机反击！”
建业北城上的十架投石机发射了，建业城无法安装巨型投石机，只能装大型投石机，这种投石机能将五十斤重的大石投射到两余步外。
但汉军在战船却在步外，为了射中汉军战船，只能缩小投石重量，十块十余斤重的从城头飞出，向汉军战船射去，尽管汉军战船距城池较远，但还是有块大石击中了目标。
‘轰！’地砸中大船，船身被砸了一个大洞，而与此同时，汉军的第二轮火球发射了，又是十五只大火球划过天空，越过城墙向建业宫砸去。
刘璟见江东军已开始反击，便下令道：“船队撤退！”
船队缓缓调头，向长江而去，渐渐远离了江东投石机的射程。
此时建业宫已乱成一团，数十只大火球闯入后宫，有了落入水中，有的则撞入了后宫房舍内，一只火球冲进了孙权正妻谢夫人所住的雀楼，点燃了帘幔，很快，占地约五亩的雀楼被大火吞没了，侍女们吓得惊恐尖叫，簇拥着谢夫人向前方逃去。
后堂上，一只大火球砸碎的屋顶，冲入大堂，撞在木柱前慢慢停住，几十名侍卫用水浇、用土掩，终于熄灭了火球。
旁边孙权满脸苍白，怔怔地望着火球被扑灭，他又抬头看了看屋顶，顶上被撞开一个大洞，这时，两名侍女慌慌张张跑来，“吴侯！夫人的雀楼着火了！”
孙权一惊，“夫人怎么样？”
“夫人逃出来了，在前堂，请吴侯也过去。”
旁边几名侍卫也劝道：“马房和明楼也着火了，后宫不安全，吴侯还是避一避吧！”
孙权半晌长叹一声，转身向前堂走去，此时，建业宫内最安全之地就是前堂了，偌大的殿堂上挤满了人，从后宫逃来的孙权妻妾以及余名侍女，还有从官署逃来的数名官员家眷，众人五成群聚在一起，议论纷纷，对今晚发生的火攻依然心有余悸。
孙权走进了前堂，大堂内顿时安静下来，数双眼睛一起向孙权望去，孙权没有说话，又转身离开了，这时，谢夫人奔了过来，拉住孙权劝道：“将军，这里安全，就留在这里吧！”
孙权挣脱了她的手，头也不回地离开了前堂，谢夫人望着他走远，低低叹息一声，眼看建业城不保，他们的命运又将如何，最好丈夫能投降，平平安安地过后半生吧！
汉军投石机在攻击了一个多时辰后，便缓缓撤退了，没有了后续的进攻，城内的大火也渐渐熄灭，东西城头上除了投石机被砸毁或者烧毁外，基本上没有别的损失。
但官署却烧毁严重，火势一直到夜里更才渐渐熄灭，东西两边的数间官署全部被烧毁，只剩下一片断垣残壁，堆积满屋的各种书和竹简都毁于一旦。
建业宫后宫也有部分房舍被烧毁，尤其谢夫人住的雀楼和孙权静心养性的明楼被大火烧毁，名侍女被烧死，十几名侍女受伤。
士兵的伤亡也不大，只有一余名守军逃离不及被烧死，虽然伤亡兵不大，但给江东士气带来的却是毁灭性的打击，士兵厌战，损毁兵器之事屡屡发生，还有不少士兵企图逃出城被抓住。
但汉军的火攻仅仅只是一种威胁，对士兵生命影响不大，而另一种直接影响生命的威胁却出现了，疫病在军队中爆发了，近人病倒，引起了军队的恐慌。
五更时分，建业城南门，数名江东士兵奔上城头，企图翻城墙逃走，顿时被守军发现了，守军立刻敲响了警钟，在混乱之中，无数士兵用绳套住城垛向下攀爬，还有不少士兵慌不择，直接从城头跳入护城河。
不多时，负责防御南门的大将董袭匆匆跑来，当值军侯禀报道：“启禀董将军，有数士兵逃走，卑职拦截不利，大部分都跑掉了，只抓住人。”
董袭走到被抓的人面前，见其中一人还是十几岁的少年，心中着实不忍，便问道：“你为何要逃？”
少年放声大哭，“我爹爹病倒了，他让我逃走，要不然我也要死，我不想死啊！”
董袭叹息一声，吩咐左右，“把他们都放了！”
士兵们放了被抓的人，这时，吕蒙也闻讯赶来，他心急如焚问道：“董将军，有多少人逃跑？”
“具体人数不知，估计有四人。”
“这可糟了，汉军必然会知道我们军中发生了瘟疫。”
董袭再也忍不住道：“吕都督，我实在不明白，这座城池还有什么意义守它，难道非要等我们都病死，让汉军来替我们收尸吗？”
吕蒙叹了口气，“我也不知道，但吴侯不准降，谁又敢投降呢？”
董袭绷紧了脸，一言不发。