卻說田承嗣率軍撤退到云州城后，把云州的防務交給了能征善戰的侄子田悅，自己則前往范陽面見皇帝史思明，向他講述這次太原戰役的得失成敗，總結經驗教訓，將來卷土重來時才不會犯同樣的錯誤。
他剛從云州回到范陽，李嗣業便已率大軍包圍了云州。田悅不辜負伯父的托付，每日衣不卸甲巡守城墻防務，堅壁清野，又命人連夜加固城防，派人向范陽求援。
李嗣業命圍城兵卒組織兵力進行嚴查堵截，云州前后三次派出去的信使都被抓獲關押，這些田悅自然不知情，他信心滿懷地認為，伯父很快就會帶著大軍來解救云州。
但這次李嗣業準備充分，從關中調來的三萬大軍因旅途多山沒有攜帶炮營，卻攜帶了許多殺傷力驚人的爆彈雷和猛火雷，可以用拋石機和弩炮等簡易拋射武器拋射到城墻上。
他以前搞過的熱氣球也請人做了圖紙改進，工匠可以通過圖紙做出更加規整，性能更加完善的熱氣球。只需要就地取材用竹木和油脂就可以做成，算是從地面到空中的全新戰術突破。
守城一方慣用的伎倆是用磚石泥瓦將城門封堵，這樣就算再厲害的攻城錘也無法將城門撞開，只能乖乖地用攻城器械去攀上城墻。
云中、代郡均為漢代進攻匈奴的前沿陣地，又成為北魏國都，城池經過歷代修繕，早已經是固若金湯，若非當初鄧景山初上任河東時不摸情況疏于防守，史思明想要從他手中奪走云州，非得崩掉半塊門牙不可。
城上的防御措施極為嚴密，不止有遠程打擊的強弩，還有能夠反復使用的檑木，城墻的馬臉構筑巧妙，如同凹凸狀，使得攻城隊伍左右不能互援。
李嗣業在心中估算了一下，如果采用傳統的老辦法硬著頭皮攻城，幾乎要在城頭上折損近萬人，這樣的損失近乎一場慘敗了。
他絕不允許兵卒們的性命在攻堅戰中白白消耗掉，就必須采用討巧的辦法，哪怕花更多的錢財軍費，浪費更多的人力物力，也要比消耗生命強得多。
為此他想出一個非常簡單有效的笨辦法，那就是利用坑道挖到云州城的城門下方，再利用火藥將坑道炸塌方，頂上的城門以及堵塞城門的磚石就會陷落到下方，這樣就能夠順利地攻入城中。
事實證明李嗣業還是想簡單了，軍師徐賓用熱氣球飄到天空偵查了一下云州城的城中結構，才知道云州城的四面都有甕城，僅僅炸塌外城的城門還不夠，甕城內部的城門才是關鍵，如果田悅真是抱著死守的打算，他必然要封堵內城的城門，這樣一來坑道的難度就無限增大了。
況且在反坑道作戰方面，古人也擁有非常厲害的土辦法，比如埋在土中甕缸來聽地底下傳出挖掘的聲音，知道敵方坑道的具體路線后，可在其掘進的路線上挖一個大坑儲水，敵軍挖掘通過必然要發生透水。
所以攻堅必然是一個艱難的事情，他將圍城的兵卒擴充出十三個掘進營，從四個方向向城內挖掘地道二十六個，而且請了專門的陰陽術算師來確定方位和距離。
其中一半的地道是用來破壞城墻和城門，另外一半將通往城中偏僻地帶，用來向內運輸內應的兵力。
整個地道作業要耗費三個多月的時間，在此期間李嗣業不斷地派人用拋石機往城內拋射爆彈雷和猛火雷，造成大量的殺傷。或者用熱氣球從城池上方飄過，對準軍營等人比較密集的地方進行投彈，給城內造成了強烈的恐慌，照這樣下去，很多人不等敵軍攻城就被火焰活活地燒死了。
燕軍為了躲避唐軍的炸彈，只能盡量住在磚木建筑內，或者在地上挖地窖來住，城墻上放哨的兵卒看見天空中漂浮的熱氣球，就連忙敲鑼傳遞信息，讓所有人都躲起來不要拋頭露面。
隨著挖掘的地道一個個被敵軍發現，如今可用的地道只剩下六七條，其中四個是用來炸塌外城門的，還有兩條通往甕城的城門，一條通進城里民宅中的地道。