张铉将并北三郡划分为三个战区，雁门战区、马邑战区和娄烦战区，分别由大将尉迟恭、李靖、裴行俨率领，由他本人总管协调。
善阳战区原本是李靖负责，但考虑到李靖更擅长奇兵作战，而尉迟恭擅长守城，张铉考虑再三，最终在一个月前将他们二人负责的战区互换，马邑战区便改由尉迟恭负责。
由于有了充分的战备，隋军在善阳县城上安装了天下最先进投石机，给进攻的突厥军队造成了巨大的杀伤，战场上已是尸横累累，到处是被砸扁的身躯，被砸碎的人头，血流成河，将砸下的大石都染成了红色。
这时，撞城木已经上了山坡，一步一步向城门而去。
由于韩千回等人及时点燃了烽火，使尉迟恭提前得到了紫河长城失守的消息，在防御部署上掌握了先机。
在马邑郡出产一种黑色石脂，也就是后世的石油，不过马邑郡出产的石脂杂质太多，也太过于粘稠，不适合军用，而是用作膏车，也就是车轴润滑剂，同时也能用来制作火把。
但通过从各地搜集的石脂对比，隋军发现在延安郡肤施县出产石脂杂质较少，油质清亮，燃烧性较强，当地叫做‘高奴油’。
隋军便用五百套兵甲从宋金刚手中换取了五千桶高奴油，储藏在善阳县中。
就在今天凌晨，尉迟恭派人在土坡上挖了十条浅沟，灌了五百桶高奴油，用一层薄土掩盖。
这时，尉迟恭见敌军的撞城木已经上了斜坡，当即令道：“准备火攻！”
隋军随即调来了五架中型投石机，安上了五个火布干球，五名士兵用把火点燃了油浸布球，随着投手一声大喊，五团熊熊燃烧的大火球向二百步外的撞城木投去。
火团砸进了人群中，点燃了地上的石脂，顿时形成一片火海，无数人被大火点燃，成为火人，他们张开臂膀，哀嚎着四处奔逃，没跑出几步，一头栽倒在地上，大火将他们烧得蜷缩了起来。
隋军的火攻给撞城木造成了致命的打击，随着大火燃烧扩散，巨大的撞城木也被点燃了，大量抬运的士兵逃跑，撞城木轰然落地，被熊熊的大火吞没了。
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