临清州官秦震钧急以重赏募兵夫数百缒城救火，城下的义军蜂拥而上，刀砍枪刺倒也杀了不少的清军。而城上清军因傍城房屋烧去，转得远望，义军再攻，清军自远方即可望见，即用枪炮轰击义军，义军因出动兵力不多，而死者更多，遂不支而退。
初十下午酉刻，王伦又派部队分攻西、南二门，由元帅孟灿督阵。一队义军在王经隆率领下攻西门，部分义军则把棉袄打湿，扛着秫秸去烧南门。王经隆认为火攻难以奏效，便将所有的大炮集中于西门来攻。
一时间，炮声震耳。临清城中人心晃晃的，战斗一直坚持到当夜三更，义军方退。次日，义军又组织攻城，由王经隆带部分将士推着火药车再去攻打西门，亦被官军击退。是役，义军元帅孟灿、王经隆先后受重伤。王伦复以吴清林、李忠为元帅，日夜攻城弗退。但由于清军募人缒城焚西门外元帝庙，自是义军失去了攻城避弹的处所。
十一日，因临清城内军需匮乏，又以孤城当义军主力，徐绩一面命清平、高唐、武城等处协济，一面再调德州参将乌大经（此人已先入城）部及范县营兵百名入城协守。是日，义军一面组织攻城，一面集中人力在砖闸、板闸悉搭浮桥，围绕城池。攻城战斗中，义军又被打伤多人，先行官刘鋂也在是役中受伤而死。但义军悉搭浮桥，更便利了攻城，义军气势仍盛。
十二日，兖州镇总兵惟一会同德州城守尉格图肯各率500名将卒来援，屯于城东北之三里庄。申刻，王伦派队自西南迎上，直趋北门外与清兵接战，并隐匿精锐以少兵迎敌，攻扑清军营盘。
惟一等统兵迎战，义军即佯败不支诱使清军。然后，张开两翼裹之，先枪炮后马，纷纷轻进。义军且战且进，双方互有伤亡。不一会，义军冲破清军外围，兵分三队，闯入阵中。
杨垒起义后在义军称“万人敌”，逢战每跨白骡，持白蜡杆枪，冲杀在前。清军胆势以丧，至杨垒当面随即溃散，清军大队遂被冲垮，分为两截，彼此不得相顾。义军遂对清军并力痛击，满汉清军大败，惟一退走东昌，格图肯亦败逃夏津。
战斗中，义军“呼声动天，官兵无一人迎敌者，声势由是益高涨。夜晚，义军沿村放火，大造声势，准备再次攻城。夜半，义军又用大炮攻打南门，大秋岛所铸之炮，较劈山炮更劲，势更猛。火药轰起，声震山谷，炮子飞入衙署，击断碑石之首，临清守军胆色已失。
这一夜，临清城几乎陷落，清军方勉强保住城池。次日凌晨，义军始退。当日，部分义军除劫掠典库之外，还去塔湾渡一带抢了二三十艘粮船，在北水门外搭成一座浮桥，以利通行。
十四日，义军造云梯车、冲车、高与城齐，命敢死队用长枪钩镰来爬西城。清军都司张铉、守备孟大勇率部竭力抵挡，始将义军击退。此后，义军又在离城二三里之处，不时劫杀城中信使，彻底断绝了临清新城与外界的联系。
十六日，义军经一日休整后，义军采用回民吴经隆“凤凰双展翅”之策，以大车三辆各贮火药，覆以秫秸，前护木板，由6人伏于车底，推挽而行，于戌刻来轰南城。城上清军枪箭如雨下，却又阻止不住，最终被炸开了南门。
王伦此时也不再顾惜城内百姓，命令火炮以“开花弹”、“霰弹”肆射，城内百姓虽伤亡不小但清军死伤也不在少数，更重要得是军心彻底涣散。义军此日以极少的伤亡拿下了临清。
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