长子术赤两次请求攻城，均遭到成吉思汗的训斥，当着众将的面教育他说：“用兵打仗，要靠谋略，不能仗着血气之勇，去硬拼兵力。”
成吉思汗只留一部分兵力围城，仍然是围而不打，却把主力埋伏于西京东北方向的一座被称为密谷山的山林。果然在西京被蒙古军队包围之后，金国元帅左都监奥屯襄带领二万人马前来援助西京，恰好经过密谷山口。
成吉思汗一声令下，他的四万骑兵如天兵天将一般，自山林冲了出来，把奥屯襄的二万人马团团围住，经过不到一个时辰的拼杀，将这支援军全部歼灭，仅奥屯襄带着数十人逃出，回到都去了。
在将领们纷纷提出攻城的请求之后，成吉思汗才开始命令军队攻城，可是面对高大而坚固的城墙，军缺乏攻城的器械，城守军抵抗顽强，尽管蒙古军队英勇战斗，却收不到良好的效果，成吉思汗正在城下督战，反被流矢射左臂，不得不下令撤围。
蒙古的广大将士逐渐明白，他们的铁骑只是善于在野战歼灭敌人，攻坚破城需要用大炮，需要用计谋，否则只能望城兴叹。大将哲别攻打东京时，觉得城墙比西京更加坚固，不得不佯装败逃到五百里之外。
于是东京城里的守将夫察罕以为蒙古人真的败逃而去，便派人去都报捷，皇上自然欣喜万分，因为西京的守将抹然尽忠，刚被赏赐进官阶。为了表明鼓励东京的守城将士，永济皇帝派一名传诏使到东京去，并带去大量的犒赏将士的财物与食品。
蒙古的侦探得知这一消息之后，立即报告，哲别亲自带领着一支兵马，埋伏在那传诏使必经的道路上，轻而易举地俘获了他。当夜哲别又把人马领到东京城外埋伏起来，第二天让蒙古士兵巧装成传诏使，来到城下诈传朝廷有旨，城上的守将夫察罕信以为真，便命令开门迎接使者入城。
哲别急忙领着兵马，紧随在那传诏使的身后，冲进城去，夫察罕还未清醒时，他的人头早已经被蒙古人砍下来了。于是东京城里十万金兵被俘，取得攻城的巨大胜利。在这之后，哲别又让队伍在东京周围大肆掳掠财物，并把东京城交给了耶律留哥，成为这位新辽王的治所了。
哲别在回师途，正遇到金国将领胡沙虎的残余人马，胡沙虎原本奉金王之命，领兵去镇压契丹耶律留哥的起义队伍，途遭到成吉思汗派来的李都欢、阿鲁都罕的袭击，等到胡沙虎的军队赶到咸平时，兵马已经损失一半了。
耶律留哥乘胡沙虎立脚未稳，以逸待劳，立即打开咸平城门，领着他的愤怒的起义队伍，呐喊着冲进金兵去。由于一路行军劳累，曾遭遇过蒙古军队的打击，面对起义的契丹人，金兵顿时被杀得溃乱不堪，四散逃命去了。
胡沙虎的队伍一路连遭打击，早已失去战斗能力，把无数的辎重丢弃给了蒙古军队和耶律留哥，他只带几个随从逃回都去了。成吉思汗的第二次伐金，虽然身受箭伤而归，但仍然大有收获，不仅掠得了大量财物，还消灭了金军的有生力量，特别是哲别的东路军夺取了东京，意义重大。
这是因为辽东乃女真民族的发祥地，历代的金国皇帝都十分重视这个大后方的安宁稳固。这次东京被哲别轻易夺取，对金国朝廷上下震动很大，尤其是耶律留哥的起义，使辽东大地上的契丹遗民群起响应，他们脱离了金国，归附了蒙古，成为一支不可忽视的力量。
耶律留哥在蒙古的支持下称王，定国号为辽，意在以灭亡了的辽朝为号召，史称东辽，定都城于咸平。
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