此时秋雨连绵，一月不停，平地水深三尺，运粮船从辽河口一直通到襄平城下。魏兵都在水中驻扎，行坐不安。左都督裴景入帐告诉司马懿：“雨水不停，营中泥泞，军队不能停留，请太尉移营到前面的山上。”司马懿怒道：“捉公孙渊只在旦夕之间，怎能移营？再有敢说移营的，一律斩首！”

裴景诺诺连声地退了下去。过了片刻，右都督仇连又来报告：“军士苦于水淹，请求太尉移营到高处。”司马懿大怒道：“我军令已发，你怎敢故意违抗！”立即命令推出斩首，将仇连的首级悬挂在辕门外。这一来，军心震慑，无人再敢言移营之事。

司马懿命令南寨的人马暂时撤退二十里，允许城内的军民出城砍柴打草，放牧牛马。司马陈群问司马懿说：“以前太尉攻打上庸的时候，兵马分为八路，八天就赶到了城下，活捉了孟达，立下了大功。现在带着四万精兵，千里迢迢而来，却不攻打城池，让士兵长久地呆在泥泞之中，又允许敌人砍柴放牧。我实在不明白太尉是什么主意？”司马懿笑着说：“你不明白兵法吗？以前孟达粮多兵少，我粮少兵多，所以不能不速战速决，出其不意地突然进攻，才能取胜。现在辽兵多，我兵少，敌人饥饿，我兵饱食，何必强攻？应该任由他们自己逃走，然后趁机追击。我现在放开一条路，不绝他们的柴草，就是让他们自己逃走。”陈群听后拜服。

此时，司马懿派人到洛阳催粮。魏主曹睿设朝，群臣都上奏说：“近日秋雨连绵，一个月不停，人马都疲劳不堪，可以召回司马懿，暂且罢兵。”曹睿说：“司马太尉善于用兵，临危制变，多有良谋，捉拿公孙渊指日可待。你们何必忧虑？”于是不听群臣的劝告，派人将粮食运送到司马懿军前。

司马懿在寨中又过了几天，雨停了，天晴了。当天夜里，司马懿出帐外观望天文，忽然看见一颗星斗，大如磨盘，流光溢彩，长达数丈，从首山的东北坠落在襄平的东南。各营将士无不惊骇。司马懿见之大喜，对众将说：“五日之后，星落之处必定斩公孙渊。明天可以并力攻城。”众将得令，第二天清晨，引兵四面围合，筑起土山，挖掘地道，立起炮架，装置云梯，日夜攻打不息，箭矢如急雨般射入城中。

公孙渊在城中粮食尽绝，只好宰杀牛马为食。人人怨恨，各无守城之心，都想斩了公孙渊的首级，献城归降。公孙渊听说后，非常惊忧，慌忙命令相国王建、御史大夫柳甫到魏寨请降。二人从城上吊下，来告诉司马懿说：“请太尉退后二十里，我君臣自来投降。”司马懿大怒说：“公孙渊为何不自己前来？实在无理！”他叱责武士将二人推出去斩了，将首级交给从人带回。

从人的回报让公孙渊大惊，他又派侍中卫演来到魏营。司马懿升帐，聚众将立于两旁。卫演跪在帐下，哀求道：“希望太尉息怒，我们愿意先送世子公孙修为质子，然后君臣自缚来降。”司马懿冷冷地道：“军事大要有五：能战则战，不能战则守，不能守则走，不能走则降，不能降则死。何必送子为质？”他叱责卫演回去报告公孙渊。卫演抱头鼠窜而去。

在襄平城中的公孙渊，得知司马懿的兵马围城，心中大惊。他与儿子公孙修密议之后，决定选下一千人马，趁着当夜二更时分，开了南门往东南方向逃走。他们见四下无人，心中暗暗欢喜。然而，他们行不到十里，突然听到山上一声炮响，鼓角齐鸣，一枝兵马拦住了他们的去路，中央正是司马懿。左边有司马师，右边有司马昭，二人大声喊道：“反贼休走！”

公孙渊大惊，急忙拨马寻路欲走，但已经有胡遵的兵马赶到。左边有夏侯霸、夏侯威，右边有张虎、乐綝，四面被围得如同铁桶一般。公孙渊父子只得下马投降。司马懿在马上看着众将说：“我前夜丙寅日，看见大星落在此处，今夜壬申日应验了。”众将称赞祝贺道：“太尉真是神机妙算！”司马懿传令将公孙渊父子斩首。他们的首级被献上，司马懿随即率兵前往襄平。