关宁军得胜凯旋，洗清了勾结叛军的罪名，随即在城外扎营，等待援军。次日，朱大典率援兵赶到，包围黄县开始攻城。黄县只是一个小小的县城哪里抵挡得住朝廷几万大军的围攻，攻城战只是持续一日，叛军就险些抵挡不住，李九成不得不派人出城求援。
第2日，官军照常开始攻城，李九成亲自带督战队守在城头，战斗最激烈时，官军已经夺下城头，李九成亲自上阵，在重赏之下才堪堪把官军打退。次日，孔有德派援兵携大炮前来。叛军顿时士气大振，轰鸣的大炮声中官军损失惨重，不得不暂停攻城商讨对策。
官军大营中，面对叛军威力巨大西洋火炮众人一筹莫展。紧皱眉头思考对策，祖大弼是个粗人最是受不了这样的气氛大吼道“管他什么鸟西洋炮，明天老子亲自带人去攻城，我就不相信我们关宁军会打不下一座小小的县城！”
祖宽看到祖大弼暴跳如雷的样子，大皱眉头不得不劝导“我们关宁军是长于野战和守城，对于攻城战斗并不擅长，强行攻城肯定会伤亡惨重，你还是消停会，看看大家怎么说吧！”
这时副总兵刘泽清有了主意“我们可以尝试在攻城车中藏火药，黄县城门并不坚固，也许可以炸开！”众人一时也想不出别的好办法，只能按照刘泽清的办法试试。
崇祯五年三月十二，官军开始对黄县动总攻，官军冒着城头火炮，开始了惨烈的攻城战，城头箭雨如飞蝗攻城的官军纷纷中箭倒地，惨叫呼喝声弥漫了整个战场，官军扛着云梯，冲上城头和叛军展开激烈的肉搏战！
在官军的拼死掩护下，攻城车终于靠近了城门，只听“轰”的一声城门被炸开一个缺口，官军欢呼声一片，不用下令看到的官军纷纷朝着城门杀去。城门失陷叛军顿时不能阻挡，黄县终于被攻破了，官军乘势攻入城内，叛军顿时大败。是役官军击败叛军，斩获级一万三千，俘虏八百，逃亡以及坠海死去的贼兵大约有上万人。
城门被破时，李九成见事不妙，率先一步领着本部人马出城，官军来不及阻拦，刘九成就带人朝着登州方向逃跑了！
官军攻破黄县，登州方向再也没有稍大的城池可依，仅仅剩下一座登州城，由于登州城城高墙厚难以攻破，而且城中还有为数众多的大炮以及西洋炮，朱大典不得不暂停脚步等待援军到来。