安条克认为，在野战中，拜占庭军根本无法抵挡唐军的火力，在城中唐军以步兵为主，用这种战车可以挡住唐军的**，拜占庭的士兵在车内发射**，就可以击退唐军。
大食军知道唐军肯定还会来进攻巴格达，所以忙着修复工事和城墙，进一步调派兵力，加强巴格达的守卫力量。
大食军内有个工匠，从石油里蒸馏出轻油，制做成***，交给大食军将领。大食军试验以后，觉得效果很好，重赏了这个工匠，然后大批量制作，准备在守城时使用。
两路唐军接近巴格达时，感到大食军明显增多，特别是大量的大食骑兵游弋在唐军附近，威胁着唐军的安全。
李愬先是命令第六路军的骑兵去攻击大食骑兵，但是大食骑兵被打了两下就跑，唐军很难将其歼灭。
李愬决定先不理会这些骑兵，两军抵达巴格达附近后，开始分头包围巴格达城。其中，第三路军从底格里斯河以北包围过去，第六路军从河南包围过去，计划先断绝掉城内外的联系。
马蒙看出唐军的围城企图后，立即命令大食军反击，阻止唐军围城，两军在城外展开了激烈的交战。
大食军虽然数量多，但是在野战中根本不是唐军的对手，在遭受了较大伤亡以后，被迫撤退，唐军最终成功包围巴格达。
唐军包围巴格达以后，开始构筑工事，阻止城内外的联系，准备将巴格达先围困起来，然后再逐步消灭城外的大食军和拜占庭军。
李愬在唐军构筑工事的同时，派出斥候对巴格达周边进行侦查，准备搞清情况以后，再开展下步行动。
斥候经
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过连续几天的侦查后，结合以前掌握的一些情况，向李愬进行报告。
第一次巴格达战役后，大食军和拜占庭军均有损失，但是后面大食军补充了一些，目前拜占庭军约有4万，驻守在巴格达以北的巴古拜。大食军约有14万人，其中有2万人守卫在巴格达以西的费卢杰，10万人守卫巴格达，另有2万骑兵在城外机动支援。
李愬算了一下己方的兵力，总共有镇西军、镇海军，外加四个契胡团，但是两军都已经过多**战，各损失了好几千人，目前加起来只有六万多人。相比之下，对方则有十八万人之多，唐军在人数人仍处于劣势。
李愬不敢再迷信火力优势，决定稳扎稳打，先逐个消灭两个外围城镇，然后再集中兵力攻打巴格达。
李愬的计划是先由第六路军围城，由第三路军集中力量进攻巴古拜，然后第三路军回师守城，第六路军军再分兵攻打费卢杰。
张广孝认为，自己的部队因为前面有战损，外加留一些水师在巴士拉，目前只有2.5万人，但是对于打四万人的巴古拜还是有信心的，就将围城任务交给第六路军，自己率军北上前往巴古拜。
镇海军很顺利的抵达了巴古拜，那些大食骑兵不愿为了拜占庭军挨**，没有阻挠镇海军的行动。拜占庭军知道在城外不是唐军对手，将兵力全部龟缩在城市，根本不管唐军在城外的行动。