清军见正面攻城难以奏效，便试图用火攻。他们将蘸油的棉絮绑在箭上，点燃后射向城头的木质城楼与防御工事。张洞见状，即刻带领士子们与百姓们一同提水灭火，有的甚至脱下衣物扑打火焰，终将火势控制住。
典史马献口则组织守军，用火炮轰击清军的攻城器械，不少云梯、冲车被炸毁，清军的进攻再次受阻。
初三日，清军加大攻城力度，派出更多兵力轮番冲锋。城头守军伤亡渐增，不少乡勇与士子身负重伤，却依旧坚守战位。
李培手臂被流矢划伤，鲜血浸透衣衫，却只是简单包扎一下，便继续指挥作战。张我璘年近六旬，体力不支，却依旧拄着长枪，屹立城头，呐喊助威。
城中百姓见守军伤亡惨重，纷纷请求参战，就连十几岁的少年也拿起棍棒，守卫在城头角落。
两日激战，清军虽攻势凶猛，却始终未能攻破邯郸县城。眼见城头守军顽强抵抗，士气高昂，且城中防御严密，难以速胜，而广平府方向的清军主力也未能取得进展，清军将领深知再攻下去只会徒增伤亡，遂决定撤兵。
初三日傍晚，清军攻势渐缓，初四日凌晨，便开始逐渐向北撤退。邯郸县守军见清军撤退，虽疲惫不堪，却依旧不敢松懈，直至确认清军远去，才欢呼雀跃，庆祝守城成功。此役，邯郸县军民凭借顽强的意志，成功阻击清军，为广平府的防御赢得了宝贵时间。
十二月初四日，撤退的清军主力并未远去，而是转头再度进抵广平府城下。经历了此前的失利，清军此次攻城更加谨慎，先以火炮轰击城头，试图摧毁防御工事。
城头守军早已严阵以待，马应麒与董邦杰指挥火炮奋力还击，双方炮火交织，轰鸣声震耳欲聋。程世昌知府依旧坐镇城头，沉着调度，命令守军隐蔽反击，待清军靠近再予以重创。
清军炮火轰击一阵后，便派出步兵架梯攻城。然而，广平府城垣高大坚固，且经过守军多日加固，防御工事完备。
俞宝、伦彝、徐佩铉等人率领城外团练与游兵，从侧面袭扰清军攻城部队，使得清军腹背受敌。城头守军则用箭矢、滚木礌石、火炮等武器，猛烈打击攻城清军，清军士兵纷纷倒地，攻城云梯屡被摧毁。
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