魏军进抵襄平西南三十里的首山。公孙渊遣卑衍等逆战，遭司马懿迎头痛击。卑衍、杨祚大败，退守襄平。于是，司马懿乘胜进围襄平。时值7月，雨季来临，辽东大雨不止，太子河水暴涨，平地水深三尺，全军在秋雨冷水中开始围城困敌。由于魏军都泡在雨水之中，行坐不安。左都督裴景见状向司马懿建议说："雨水不住，整个军营泥泞不堪，军营应当移到前面的山上。 "司马懿听后怒道："擒获公孙渊只在旦夕，怎么可以移营？如果再有人提移营，立斩不赦！"裴景诺诺而退。过了一阵，右都督仇连又来告诉说："军士泡在水中苦不堪言，请太尉移营高处。 "司马懿听罢大怒，厉声说道："我军令已发，你胆敢故意违抗！"即令推出斩首，把首级悬于辕门之外，三军军心为之震慑。

　　此番大雨，公孙渊以为天助公孙，大水可退魏军。然而司马懿却借助水利，令船自辽河口直驶襄平城下，运送兵员辎重，补充了三军兵员、武器与粮草不足。

　　司马懿又令南寨人马暂退20里，听任城内军民出城樵采柴薪，放牧牛马，严禁部众干扰阻挠。部将陈群疑惑不解地问司马懿："以前太尉攻打叛将孟达时，兵分八路，八日至上庸（今湖北竹山县）城下，速擒孟达而成大功；今带甲四万，数千里而来，不令攻打城池，却使部众久居泥泞之中，又任由贼众出城樵牧，不知太尉是何用意？"司马懿笑着说道："你是不知兵法。从前孟达粮多兵少，我粮少兵多，所以不可不速战，出其不意，突然攻之，方可取胜。今辽兵多，我兵少，贼饥我饱，何必力攻？我们正当任城中人自行出逃，然后乘机攻占。我今放开一条路，不绝其樵牧，是容其出逃啊。 "陈群拜服。

　　秋八月，天放晴。雨停之后，魏军紧缩了对襄平的包围，并造土山，挖地道，用檐、楼车、钩梯、冲车昼夜攻城，矢石如雨。城内被困一月有余，既无粮草，又无外援，人自相食，死者不计其数。此时，辽军困守待毙，胜利无望，杨祚等首先投降，使公孙渊陷入了危亡的境地。

　　公孙渊派相国王建、御史大夫柳甫，请司马懿解围退兵，然后他出城"面缚"请罪。司马懿斩掉来使，予以拒绝。公孙渊只好再派侍中卫演前去，提出送自己儿子为人质。司马懿对卫演说："军事大要有五，能战当战，不能战当守，不能守当走，其余两件事，只有降与死可供选择。既然公孙渊不肯面缚投降，当然勿须送子为质，只有死路一条！"

　　数日以后，襄平城被魏军攻破，公孙渊与其子公孙修及数百骑突围逃向东南，魏军紧追不舍，杀公孙渊父子于梁水（今辽宁太子河）之上。

　　司马懿屠城血水比雨水都多

　　司马懿进入襄平后，点召辽东公卿百官、被俘的将官及十五岁以上参战的士兵。此时，在雨水和湿冷中困守一个多月，终于挨到胜利的魏军士兵对辽东人恨之入骨，面对这些残兵败将，他们个个咬牙切齿。司马懿对被俘的辽东官兵说："你们马上就知道跟着公孙渊叛国的下场了！"然后，一声令下，屠杀开始，公孙氏政权中公卿以下官员全部被诛杀，武将毕盛等将官二千余人，十五岁以上兵民七千余人也悉数被杀。这是古襄平史上最为惨烈的一页，八月的血水似乎比七月的雨水还要多，悲痛和恐惧像洪水一般淹没了城池，襄平顿时成了一座血城、鬼城和哭城。血洗之后，司马懿还命人把尸体码在一起，用土封上示众，谓之"京观".以屠城之举惩戒抵抗，斩草除根，足见司马懿作为政治家的残忍，而速渡辽水，缓攻襄平，因事用兵的战略战术却显见司马懿作为军事家的杰出和伟大。

　　攻克辽东后，公孙氏原统治的带方、乐浪、玄菟等郡均向魏国投降，辽东六郡自此列入曹魏版图，司马懿征辽东大获全胜。此次征战，司马懿收户四万，人口三十万，并将中原流民悉数迁回原地。

　　至此，公孙氏政权历经五十年的统治，于公元238年宣告结束，曹魏完成了对北方的统一。