此同时，攻克定颖的曹会合了赵云，在十月四日率兵抵达平舆城下，并和曹仁顺利会师。因为赵云对曹淹定颖有意见，为了避免在平舆城久攻不下再度采用攻地战术，曹让赵云率三万大军南下，一来收复汝南南诸县，二来可监视袁术和孙策、刘备的战事。至此，九万曹军将不到六万地吕布军包围在平舆城中。

平舆城之战远比濮之战更加惨烈，曹军此时不但在兵力上占有绝对优势，更拥有了大量地投石机和其他攻城械，这让曹以及曹军将领对攻克平舆城很有信心。

但是他们似乎忽视了曹在定颖城的守，虽然定颖城没有守住，但这还是给了吕布以新的启。就在曹军合围平舆城之前，吕布就动全军并城中百姓，在城墙下挖了许多藏兵，用以躲避曹军的投石机。同时还准备了大量的梯，借此让士兵更快的赶到城墙上抵抗曹军的攻。最关键的是陈建议吕布在城中心筑起了城墙和城中所有建筑地土台，用意观测曹军地动向，并以不同颜的旗帜想吕布军报信。为了避免让曹军现，还用木材和布匹加以伪装

这些措施使得吕布军清楚地掌握了曹军的攻节奏，使得曹军三次攻未果，只是由于曹军士兵足够悍，士兵的损失倒是不大。

可这就足以让曹再次怒火上扬，而就在曹想重施定颖故技之时，早已被吕布派城外的顺和包括七百陷阵营在内的三千吕布军锐却不断地袭击想要掘河的曹军。吕布和陈事先安排下的暗桩和灵活的情报传递起到了极大地作用，让顺能够快的掌握曹军的动向，不至于耽误偷袭。数次下来，曹军损失士兵上千人，却依然对平舆城奈何不得。

整个十月，曹军都在和城内城外的吕布军行着拉锯战，曹看着汝南郡就要到手，就不太愿意让自己麾下的锐士兵在平舆城下损失太大，而吕布却有不不顾的用城中士兵和百姓的生命来填补防守的空缺，数次用人命填补的方式将曹军挡在城外。而冬季的河也不像夏时节那样一晚上就能积蓄足够的量，顺率兵在城外的游击也让曹暂时断了掘河淹城的**，只想着将城中军民围困到粮绝之时自然能够摘取果实，反正曹军的军粮充足的甚至能够救济汝南的灾民。这也算是为曹淹定颖挽回了汝南的民心。

可是十一月间从河内传来的消息让曹坐不住了，河内太守张扬被盗贼击杀，袁绍派兵河内平定盗贼，河内郡正式落袁绍之手。这意味着袁绍掌握了攻曹军的一个有利地形，更意味着两军的决战就要开始了。

曹顾不得其他了，派两万士兵负责掘河积并行防御。最终在十一月十四日那天，积蓄了足够的量的堤坝被曹军破开，大汹涌而，淹没了平舆城。吕布守了一个多月的平舆城终于宣告失守。六万吕布军阵亡半数，其余三万尽皆被俘。成廉于城破之时依然奋战不休，却被典韦所杀。吕布则被数百曹兵用绳索捕获，陈、魏续、候成、宋宪也各自被曹军活捉。

虽然吕布并未遭遇历史上的将背叛一事，但魏续、候成、宋宪三将还是投降了曹，而吕布却表现了和历史上完全不同的一面。他面对曹昂然而立，并对曹的劝降全然不予理会，最终和陈一起慨然赴死。而城外的顺在得知了吕布的死讯后，也遣散了边的士兵，自己来到曹军大营之前自刎而死。让曹在震惊之余，也不得不慨顺的忠义。