联军合围，步步紧逼锁孤城。
三日后，补给车队抵达科布多，林越下令中路纵队启程，向库伦缓慢推进；吴俊升则率领左路骑兵，绕至库伦城北，切断俄军向北逃窜的退路；赵承煜的右路纵队则从城南收缩包围圈，将佯攻转为实围，火炮持续轰击城外的简易工事，压缩俄军活动空间。
联军推进途中，沿途牧民纷纷主动前来带路，提供俄军哨卡位置和水源分布。一名老牧民牵着两匹骆驼，驼背上装满了马奶酒和肉干，送到林越面前：“林师长，我们盼着你们来救外蒙盼了这么久，这点东西，给将士们补补身子！”林越翻身下马，恭敬地接过礼物，让士兵们按价付钱，老牧民却摆摆手：“蒙汉是一家，哪能要你们的钱！”
十日之后，三路大军成功在库伦城外会师，形成铁桶般的合围。站在城外的高坡上，林越望着远处连绵的俄军工事，眉头微蹙：“库罗帕特金把主力都收缩到了第二道碉堡防线，第一道反坦克壕和铁丝网只是前哨，咱们得先撕开前哨，才能摸到核心防线。”
吴俊升挥舞着马刀：“让我的骑兵冲一次试试！凭着草原骑手的本事，定能冲破铁丝网！”
林越连忙摆手：“不可！俄军在反坦克壕后部署了重机枪，骑兵冲锋就是白白送死。先用车炮轰击，再派工兵填壕破网，一步步来。”
破壕破网，首日攻坚遇硬茬。
次日清晨，联军的进攻正式打响。二十门重型火炮同时对准第一道防线的铁丝网和反坦克壕两侧的火力点，炮弹如雨点般落下，铁丝网被炸得支离破碎，壕沟两侧的临时碉堡瞬间被夷为平地。
“装甲车推进，掩护工兵填壕！”林越一声令下，五辆装甲车轰鸣着冲向反坦克壕，车身侧面的机枪横扫壕沟内的俄军士兵，压制其火力。工兵们推着装满沙土的木箱，在装甲车的掩护下，冲到壕沟边，将木箱一个个扔进沟里。
但俄军的抵抗远比预想中顽强。壕沟内的士兵躲在掩体后，用步枪和手榴弹疯狂反击，几名工兵刚靠近沟边，就被手榴弹炸伤，倒在血泊中。“炮兵延伸射击，压制壕沟内的俄军！”赵承煜见状，立刻下令调整火炮方向，炮弹落在壕沟内，炸起阵阵泥浪。
趁着俄军火力减弱，工兵们加快填壕速度，用了整整三个时辰，才在反坦克壕上填出三条通道。装甲车顺着通道冲过壕沟，将剩余的铁丝网彻底碾平，为步兵开辟出进攻路线。
“第一团跟进，占领第一道防线！”步兵们端着步枪，发起冲锋，与壕沟内残存的俄军展开近距离厮杀。俄军士兵虽然顽强，但架不住联军人数众多，且士气高昂，激战至黄昏，联军终于占领了第一道防线，将战线向前推进了两公里。
暗线发力，城内搅动乱敌心。
联军在城外攻坚的同时，潜伏在库伦城内的陈默与索诺木旺楚克王公的亲信也没闲着。他们利用俄军抽调兵力防守城外的空隙，联络上更多反分裂牧民，在城内秘密分发武器，约定在联军进攻第二道防线时，发起骚乱，牵制俄军兵力。
深夜，陈默带着几名亲信，悄悄潜入俄军的通讯站，用炸药炸毁了发报机，切断了俄军城内与城外防线的通讯联络。紧接着，城西北角的居民区突然燃起大火，牧民们高喊着“驱逐沙俄”的口号，与前来镇压的俄军巡逻队发生冲突。
库罗帕特金正在指挥部部署防御，接到城内骚乱的消息，气得暴跳如雷：“一群乌合之众也敢作乱！派一个营的兵力，立刻镇压！”但他刚调出兵力，城东南角又传来骚乱的消息，俄军被来回调动，疲于奔命。
索诺木旺楚克王公则趁着俄军混乱，暗中联络上被关押在府邸内的卫队，用事先藏好的武器解开绳索，控制了看守的俄军士兵。“我们要配合联军，打开城门！”王公手持马刀，率领卫队冲出府邸，朝着城门方向疾驰而去。
对峙待变，双方酝酿大决战。
联军占领第一道防线后，林越下令停止进攻，就地构筑工事，与俄军的第二道碉堡防线形成对峙。他知道，第二道防线是俄军的核心防御，碉堡密集，火力交叉，硬攻必然会付出巨大伤亡，必须等待城内暗线创造机会。
库罗帕特金则借着对峙的机会，重新调整城内防务，平息了大部分骚乱，将索诺木旺楚克王公的卫队围困在城西北角的一片居民区。但他也清楚，联军已经兵临城下，城内民心浮动，补给线也被切断，长期坚守绝非长久之计，只能盼着沙俄国内的援军尽快到来。
库伦城外，联军营地灯火通明，士兵们正在擦拭武器、补充弹药，蒙汉士兵围坐在一起，分享着战斗心得，憧憬着收复外蒙后的和平生活。林越站在营帐外，望着城内