张广孝发现又来了一股大食军，立即让围城部队分兵阻挡，城内的大食军趁机突围，城东爆发了激烈的交战。
张广孝命令城外的大炮调转炮口，对着拉赫曼率领的军队猛轰，镇海军的其他部队暂缓入城，先集中兵力对付城外的大食军。
经过两个时辰的激烈交战，拉赫曼率领的大食军始终无法与城内的大食军汇合，反而在唐军的打击下，损失惨重，最后不得不仓皇向北逃跑。
拉赫曼的军队逃走以后，那些突围出来的大食军就成了孤军，遭到唐军的集中围剿，这些大食军逐渐不支赶紧从城门处退回城内。镇海军岂会放过这么好的机会，紧跟着这些溃兵入城，进一步扩大了唐军的攻击范围。
经过一天的激战，唐军抢占了大片区域，按照这个速度，唐军三天内就能攻占整个巴格达城。哈里发马蒙不甘心失败，对城内所有的军民发出圣战的号召，让他们拿起武器，拼死抵抗异教徒。
黑衣大食的统治者平时穷奢极欲，大肆压榨百姓，此时想起利用宗教口号，利用底层人民充当炮灰。有些人根本不相信他的鬼话，但还是有一些无脑的军民听信他的蛊惑，参与到抵抗唐军的序列。
第二天，很多大食军向唐军拼死反扑，他们在唐军优势火力的打击下伤亡惨重，但是仍前赴后继，高呼着圣战的口号向唐军冲来。
唐军也是杀红了眼，枪炮并用，对于敢于冲来的大食人无情的射杀，在各个街道内展开了大规模的杀戮。
大食人的炮灰数量毕竟有限，到了第三天大食军逐步显现出颓势，各路唐军逐步攻入巴格达的中心区域，对于敢于阻挡的大食军一概射杀。
在唐军的强大攻势下，大食人开始感到了害怕，逐步往后退缩，最后全部退到了哈里发的皇宫。唐军扫平巴格达城内的其他区域后，最后将哈里发皇宫层层包围，要求里面的大食军投降，否则就将发动总攻。
哈里发马蒙发动圣战让别人去送死，自己却不愿意死，最后关头选择投降，让守军打出了白旗。经过连续三天的进攻，唐军终于拿下巴格达，李愬下令将所有俘虏赶到城外，集中看押起来，将马蒙单独关押。
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