西大營先登營，總計二千二百兵：王國部三百；韓家軍九百；李參部一百；零參部三百；呂其部三百；郝寬部三百；
北大營先登營，總計二千二百兵：宋建部六百；滇木部六百；馬騰部一千；
東大營先登營，總計二千零三十兵：零堅部三百；彭格部三百；伊德部一百；韓家軍韓仁部六百；楊騰部三百；蒲淵部三十；雕零赤部二百；滇吾部三十；雕零迭部三十；金方部四十；韓家軍東起部一百；
南岸大營先登營：武都郡竇茂等十一部的三千；韓家軍五十水部步兵。
先登營兵卒合計九千四百八十人。
圍城第四日巳時（9～11點），王國下令第一波攻城。
三十輛拋石車拋出的石塊從東、西、北三面先分別砸向陳倉城外的護城河中。填滿河後，又拋向城頭和城中。
王國、韓遂等首領第一次看到如此多的拋石車同時發威，興奮無比，連聲叫好。
數千大石頭砸入城中後，城中竟無甚反應。聯軍衆首領估計城中被砸的死傷一片了。
中午飯後，王國一揮手，兵卒推動三十個箭臺從東、西、北三面向城牆靠近，射程內時，每個箭臺上的十名弓手開弓射箭，箭如雨下。半個時辰內射入城中一萬五千枝箭。
城中突然有反擊，大石頭從城中飛出砸向聯軍陣中和箭臺。聯軍不少兵卒中石身亡，三個箭臺頃刻被砸垮，弓手死傷多人。
王國大怒，命擂鼓攻城。
先登營一半兵卒衝出陣，每一百人護着一個雲梯向城牆根衝去，到達城根，架上雲梯就開始攀爬。
城牆上守軍這時才冒頭，用石頭砸，向下射箭和弩矢，傾倒白灰、髒水、燙水等。先登營倒下一片。
韓遂觀戰，見不利，提醒身旁並馬而立的王國，王國只好下令鳴金收兵。
南岸發出的一艘大船燃起大火衝向水閘門。十組四船並體船靠近南城，船頭高臺上的氐兵推出搭板搭住城牆，船倉裏的氐兵登上高臺踏着搭板跳上城牆，與守軍對殺起來。
南城一部分守軍圍住登城的氐兵廝殺，一部分守軍向船上扔火把和巨石，船受重，船體喫水漸深，高臺從與城平齊變得低下去許多。
後繼氐兵無法登城，已登城的氐兵很快就被殺光，拋屍下水。
水閘門守軍從城樓向下潑水，燒水閘門的大船上的大火熄滅，韓家水部部曲駕着另幾艘大船拖着這個大船向南岸撤去。
第一波攻城失敗了。西大營召集聯軍衆首領開會，各大營報上來先登營死傷名單，死三百八十人，傷五百五十人，佔先登營總數九千四百八十人的近一成。
韓遂命將傷兵用船送回冀城，再從冀城用輜重馬車送回允吾城療部。
石頭扔進城中似乎未傷及城中守軍，反而被守軍反拋回。
箭臺射出的弓箭也可能未射中一人，反被守軍收集起來利用。
每面城牆上始終保持着五百多守軍，城中守將高碩實不簡單。
韓遂指出聯軍兵卒均爲騎兵，兵器幾乎都是長矛，攀雲梯時，一手抓住雲梯攀爬，一手提着矛槍，無法遮擋城牆上泄下的箭、水、灰等，不是雙手攀爬，上梯太慢。長矛在接近城頭時確實比刀有效，但在城頭上格鬥反不如刀盾。
楊騰提議給先登營兵卒每人配一個盾牌。
軍中只有韓家水部五百人有五百個盾牌和五百把刀，韓遂答應收上來。
東、西、北三面先登營各配一百個盾和一百把刀，二百個盾和二百把刀留給南面用。換五百根矛槍給韓家水部部曲用。
攀雲梯之卒一手舉盾，刀別在背部腰繩裏，一手攀爬。
金方提議拋石車拋出的石頭不要扔進城中，城中可能有堅棚或地道藏身，不如扔到城下，成石山後，持矛槍的兵卒可攀石山殺上城牆。
蒲淵補充提議拋石到城門一側，另一半留給雲梯和箭臺。
宋建提議動用衝車撞擊城門。
呂其提議加快地道挖掘。
韓潼提議百船齊上，來不及建船頭高臺，從東、西、北三面各調撥三個雲梯給南部，嘗試在船上架雲梯登城。
王國、韓遂一一採納。
三天後，王國下令發動第二波攻城。
首先，拋石車從東、西、北三面向當面城門的右側城根下拋石。整整拋了二個時辰，大部分石頭在城根下堆成山，漸漸又形成坡。
王國命停止拋石，全軍先登營齊上。
五十人護着一臺衝車運到城門下，撞擊城門。
一半先登營兵卒藉着箭臺、雲梯在城門左側展開攻城。
另一半先登營兵卒持矛槍爬城門右側的石山攻城。
韓遂在西門外觀戰，發現用石山攻城是城中守軍未事先想到過的，城門右側城頭上守軍明顯有些慌亂應戰沿石山登上城的聯軍兵卒。
王國見石山登城得勢，下令聯軍先登營以外的所有兵卒一齊沿石山衝上城頭。
突然，城門右側城頭上增援來一大批守兵，很快殺光了已登城的聯軍先登營兵卒。
接着又冒出一大批弩兵，對着石山不停地狂射。顯然有人上弩，有人進弩，有人發弩，故得持續射擊。
石山斜坡上的聯軍先登營全部陣亡，上去多少死多少。
跑在前面的聯軍非先登營的兵卒還未到石山腳下就已倒下一片。
城樓上砸下的石頭砸死了全部衝車護衛，衝車支架也被砸癱。
城門前成了一個小石山，堵住了攻城門的路，城中守軍也出不來了。
城門左側持刀盾攀雲梯攻城的先登營也被大石頭砸下雲梯，雲梯也全部損毀。
韓遂見狀不對，慌忙催馬上前拉住已跑向陣前的王國，二人下令鳴金收兵。
城中守軍見聯軍退兵，繫繩墜城而下，把與城牆接近高的石頭滾下石山。
南邊船上架雲梯攻城也未成功，同樣損失慘重。
第二波攻城又失利了。此波攻城聯軍先登營死五百二十人，傷五百三十人；聯軍非先登營兵卒死二百七十人，傷五十人。
兩次攻城，九千四百八十人的先登營共減員二成多。傷兵送回允吾城。
聯軍士氣下落。王國、韓遂召集衆首領商議，首領們紛紛表示聯軍自起事以來其實沒有真正攻過堅城，打下的城池幾乎都是守軍不強，一戰而下。