這次東江軍出兵，沈世魁是主帥，曲承恩、易承惠是副將。沈陽城洪武二十一年修筑，周長四千五百多米，高將近八里，外股有兩條護城河，寬九米多，深兩米五，四個城門。皇太極繼位以后，又重新修，計劃把城墻加高加厚，增修垛口、明樓、角樓，把原來的四個城門改成八個城門，城門外各自修建甕城和月城，并且加寬護城河。這個改建計劃工程浩大，還要一段時間才能全部完工。

目前只是把城墻加高加厚，高近十一米，女墻也有兩米多，厚約五米半。另外東南城門改造完畢，堵上了原先的永寧門，左右兩邊增加了兩個門，南邊的內治門，北力的撫近門，兩個門外圍都修了甕城和月城兩重防護。甕城門洞上面修了箭樓，月城門洞上面修了匣樓。共有垛口六百五十一個，明樓八座，角樓四座。后金把沈陽當成京城經營，下了很大功夫增修。

攻擊這樣的堅城需要大量的攻城器械、火炮和弓箭。這次六萬東江軍潛入隱蔽行軍，攜帶的輜重和這些“重型攻城武器”不多，好在掃蕩沈陽周邊的屯堡莊園搜刮了不少東西，還找到許多工匠。這些工匠都是給后金制作防護步兵用的楯車，也會做攻城用的尖頭木驢、木牛、木幔、云梯，以及讓步兵渡過護城河的折疊壕橋。

楯車是一塊大木板，包裹牛皮、鐵皮，可以抵擋弓箭、鳥銃、石塊的攻擊掩護步兵推進野戰，也可以掩護攻城兵抵進城墻。尖頭木驢是裝有兩輪的車，橫著一根大木頭，也用生牛皮包裹，可以掩護十個人逼近城下，挖地道或者拆城墻。木牛則是用堅實厚重的木板做成木屋，包裹厚牛皮，裝有四個輪子，同樣是藏人掩護攻城的。

自從后金占據遼東以后，關寧明軍不敢打野戰，主要就是守城，后金主要就是攻城，建虜就需要人制造這些攻城器械，因此屠殺大量遼民，唯獨保留了這些工匠逼他們制作攻城器械，如果制作得不好，就會被當成奸細殺掉，在這樣末日生存淘汰下，所以沈陽城外的工匠基本上都擅長做攻城器械和兵器。

建虜占領沈陽以后，城里住的大部分都是建虜貴族和后金官兵和少量漢人奴仆和高級漢奸，其他漢人不是被殺就是趕到城外，其中就包括這些漢人工匠，正好和遼民一些被掃蕩城外的東江軍搜羅了起來，正好讓他們和東江軍的工匠兵一起大量制作攻城器械。

兩天時間里趕制出兩百多輛楯車，加上之前在沈陽城外各莊堡搜刮的物資中也有兩百多輛，一共有了四百多輛楯車，還有同等數量的木驢、木牛和云梯。正好是冬天，護城河已經結冰，過河用的壕橋倒是不用建造了。

前兩天器械不多，還是圍而不打。第三天器械準備地差不多了，沈世魁下令開始攻城，派出一萬人同時從四面齊攻，距離還遠時，城上韃兵發射火炮攻擊，只是精度和射速都不高，造成的傷亡不大。過了護城河，城上開始放箭，東江兵損失變大。等到了城墻腳下，滾木檑石金汁就砸了下來，傷亡大增。還下來一些巨石，連不少楯車、木驢和木牛都被壓碎。

士兵豎起云梯登城，不是被撞桿把云梯推倒，就是有些云梯沒被推倒，正在登城的士兵被冷水淋澆凍僵摔了下來，少數登上城墻的士兵也被圍攻寡不敵眾被殺死。攻了兩個小時多，沈世魁見傷亡巨大，戰果很小，就下令停止攻擊，撤了回來。

半夜又攻了一次，城里的韃兵也早就已經作好準備，每個垛口都有六個人值守，兩個人警戒四個小時，兩小時輪換一次。不同的將領分管一段城墻，用傳遞令箭的辦法防止有人瞌睡，還時不時從城墻上懸掛下士兵到城墻下查看動靜，防止東江兵乘夜色潛到城墻腳下做手腳，稱得上嚴防死守，無懈可擊。

兩次攻城造成了兩千多傷亡，沈世魁、易承惠和曲承恩經過商量，都覺得繼續攻城徒勞無益，只會白白增加傷亡。至少要等到里面的士兵疲勞懈怠了以后再攻擊，第四天白天又是圍而不攻。接下來卻是造成了此戰中第一次中了后金的奸計。

到了晚上，沈陽城里東北方向，忽然火光沖天，傳來了廝殺聲，曲承恩帶著一千親軍，趕到東北面距離城墻百步外偵察，里面火光和濃煙更大，似乎有了在放火燒屋，還有兵器碰撞聲和人被殺的慘叫聲。游擊曲承恩提出肯定是沈陽城里發生變亂內訌，正是大好機會，愿意帶一萬兵沖殺進去，里應外圍可以大功告成。

這時從沈陽城外沖出幾個人，一個空手和一個拿著長刀，臉上還有煙熏焦黑痕跡，兩人左臂上都綁著一塊白布。那個空手的人自稱吳興，是個木匠，在軍營里做奴工，說守城東的韃兵很多是原來葉赫部和魚皮部落的，和建虜都有血仇。

現在趁著東江大軍壓境，圍城沈陽，趁機聯絡兩千士兵和城里的漢人奴隸，在今晚起義，已經攻占了東北撫近門外的甕城和月城，正在和附近的建虜士兵廝殺。建議派大軍入城接應，控制住撫近門，可以放大軍進城攻克沈陽，左臂綁著白布的就是起義的城中軍民。要是等城里其他各方建虜來援，奪回撫近門就錯失了良機。

劉有功聽到消息，馬上提出愿意領兵接應，打開撫近門。當下招呼愿意一起立功的士兵，有很多東江兵和新加入的遼民大聲響應，曲承恩略一猶豫，讓劉有功帶四千兵沖進去試探。卻扣下了來報信的吳興和另一個韃兵。劉有功帶著1000親兵和自己手下3000精銳先沖殺了進去，曲承恩另外派千總楊志羔帶一千人跟在劉有功軍后，不過只推進到匣樓門洞停止觀察，又交代他們推了三輛板車，交代了幾句。