约二十多天后，刘光颜率领唐军达到丸都城，此地位于鸭绿江边的一个小山上，山顶地势平缓，周边相对较陡，是一个较为险固的山城。刘光颜决定先在城下扎营，查看情况，派出人员要求高发武投降。
第二天，高发武的使者跟随唐军人员来到唐军营中，高发武的使者表示，高发武一直在名义上服从大唐，从无叛心，不知唐军为何来讨伐，高发武愿意资助唐军粮草财物，请求唐军退去。
刘光颜说：“如果高发武没有叛心，聚集那么多人在这里做什么，
丸都城属于高句丽旧都，必须拆毁，高发武的军队也必须遣散，这样我们就会退军。”
使者回去以后，高发武自然不会答应这样的条件，下令士兵登城，凭坚防守。刘光颜也觉得，如果不打一仗，高发武不会束手就擒，干脆直接消灭。
由于没带重武器，而且丸都城地势险要，唐军攻城就有点难度。刘光颜考虑了一番后，决定利用火力优势，逐步向城墙推进，而后炸塌城墙，再从缺口处攻入。
确定战术以后，刘光颜下令四面围城，其中北、东、南三面只围不打，将主攻放在城西。
刘光颜让城西的唐军借助盾牌，拿着火枪，向丸都城缓慢推进。当唐军走到一半时，丸都城上的高句丽军队开始扔出滚木礌石，唐军看到后，赶忙躲避，但是还是有一部分唐军躲避不及，死伤了几十人。
开局不利，刘光颜非常恼火，决定先消耗高句丽人的滚木礌石，再次派出小股唐军带着盾牌，分散向丸都城靠近。
高句丽人故伎重演，再次扔出滚木礌石，这次由于唐军散的比较开，而且早有准备，很快的就找地方躲避。如此搞了一个回合，高句丽人的滚木礌石越来越少，发现自己中计了，停止了扔滚木礌石。
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