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第二天，何福率官军沿河布阵，绵亘十余里，张开左右两翼，缘河向东推进。朱棣常领骑兵应战，官军骑兵不是燕军的对手，败走。何福命步军蜂拥而上，争夺渡桥，又为陈文战败。何福率军上前应援，两军展开游战，斩陈文于阵中，官军趁势冲杀过桥，平安转战至北坂，挺枪向燕王刺来，眼看就要刺中，而平安的坐骑忽然马失前蹄，蹶地不前，燕军番将王骐见燕王危急，冲入阵中，拽起燕王便走。朱棣二子朱高煦率都督张武，内官狗儿率一批勇士突然从林间冲杀出来，与朱棣率领的骑兵合为一股，声势再起，官军不能阻挡，大败。
燕军越杀越勇。前后斩杀官军两万余人，不少人争河而南溺死水中，尸体堵塞，河中一时为之断流。官军将领丁良、朱彬也成了俘虏。这时，官军退回南岸，燕军也不能过河，两军隔河相持。
几天过去了，战事并无进展，只是天气越来越热。这时官军的粮食已使用尽了，士兵只能采野菜充饥。朱棣得知官军的情况，说到：“贼众饥甚，今与之相持，彼居南岸，便其馈饷。更一二日，运粮稍集，贼众得济，难以破之。”朱棣想乘官军粮饷不济之机，一举打败官军。于是他下令留下守桥士卒千余人不动，暗中亲自带大军辎重向东转移，在离官军三里的地方，趁半夜渡河到南岸，绕到官军之后。燕军调动完毕，官军竟然没有发觉，到了第二天早晨才发现。于是官军马上又将队伍调转，与燕军对阵。
二十二日，燕军与官军在齐眉山发生了一场激战。这座齐眉山不是在易川西南百里的齐眉山，当年平安引真定之军援救房昭，曾经败绩于易县齐眉山。这座齐眉山在安徽凤阳府灵壁县西南三十里。山八字开，如同两道眉毛并列，因此称为齐眉山。两军激战，自午时（11点—1点）至酉时（5点—7点），互有伤亡，不分胜负 ，此时大雾弥漫，战阵中难辨敌我，于是双方各自收军还营。
第二天一早，官军趁大雾撤离营地。大雾虽然可以隐蔽军事行动，但也给行军带来不便。官军竟然在大雾中迷失方向，在山麓绕了很久而没能离开原地。到中午，雾气散尽，官军发现仍在原地，不禁大惊，而此时燕军已经追来，官军被迫拒守，挖壕堑以御燕军。官军所到之处，都要挖壕筑垒，有时，士兵通宵修筑好的壕垒即将完成，第二天一早又放弃撤离，为此士兵疲惫不堪，使战斗力大受影响。与此相对的是燕军行军。不挖堑壕，不筑营垒，只是分布队伍，列戟为门，因此将士可以得到充分休息。
但是，燕师长驱南下，深入朝廷统治的中心地区，所遇的阻力越来越大。官军在粮饷供给和后继援军方面都占有优势。另外，当时天气已经日渐炎热，主要是湿气薰蒸，使来自北方的士兵大为不适，他们体力困乏，甚至染上疾病。多日的相持使燕军产生厌战情绪。一些将领纷纷向燕王请求择地休息士马。二十三日这一天，诸将相继来到燕王帐下，又向燕主提起此事。他们说：“今我军深入，与敌相持。盛夏行师，兵法所忌。况淮土燕湿，暴雨连作。我军畏热，倘生疾疫，则非我之利。”他们七嘴八舌提出解决办法，有人说：“小河东平野多牛羊，且二麦将熟，粮食充足。若渡河西择地驻营，休息士马，观畔而动，万全之道也。”
面对众将的请求，朱棣不免心焦。他已经几天没有解甲了。他没想到诸将会如此畏难，他颇有愠怒，说道：“兵事有进无退！”接着，他又耐下心来对诸将解释说：“卿等所见，拘于常算，非知通变者也。夫两敌相持，贵进忌退，今贼众屡败，心胆俱丧。粮道匮乏，土有菜色，日夜待■，众志荡离，亡在旦夕。”长自己的志气，灭敌人的威风，是一个统帅必备的素质，朱棣也很善于此道。他又说：“我所以引其南来者，贼军多南士，久劳于外，孰不思家，若大败之后，各归故里，岂复能合？”朱棣很巧妙，他把本来是南军的优势反说成是弱点，若说思乡，燕兵远离故土，不是更要思归吗？朱棣可称得上是个诡辩家。接着他又说不能渡河的理由。他说：“一渡小河，懈我士心，且贼粮饷已达淮河，相去不远。如敌得到粮饷接济，军势复振，我军便难以与之久战了。今应乘彼饥疲，截断其粮道，可以坐困，不战而屈之。”最后，他又强调说：“我军深入，利已在我，不可少缓，容贼为计。”孤军深入为兵法大忌，朱棣硬说形势有利，诸将当然不满意，所以仍然七嘴八舌地提出反对。这时，只有朱能站出来，支持朱棣的意见。他说：“用兵未必常胜，岂可因小挫系自阻？项羽百战百胜，竟亡；汉高履败而终兴。自殿下举兵以来，克捷多矣，此小挫何足置意，但当以宗社为重，整兵前进耳。” 朱能说罢，朱棣大为赞赏，抚掌叹道：“尔言深合吾心。”
诸将听燕王与朱能都这样说，虽然不同意但也都不做声了。朱棣知诸将仍旧不服，但此时他已不能强行命令，他想试探一下有多少人愿意跟着他走，他估计多数人可能会支持他。于是他说：“有欲渡河者从左，不欲者右。”此话一出，多数纷纷站到了左边，只有少数几个人站到了右边，而王忠立于中间，不做可否。朱棣见众将的表现大出所料，不禁怒道：“欲渡河者，任其所之！”诸将见朱棣发怒，也都不敢再说了。这是一次决心与意志的较量。最后，燕王还是以其坚忍不拔，取得了决策的主导权。
战争胜负，往往在瞬息之间，而粮饷则是军队的命脉。朱棣决定派兵截断官军粮道，并以此分散官军兵力，他派遣朱荣、刘江等将领轻骑出击。他嘱咐说：“若贼众，尔等且战且行，以挠其力，慎勿与鏖战。引之渐近，可驰来报。”
当时官军何福欲移军就粮，朱棣亲自率大军紧随其后，白天命游骑扰乱官军的樵采，夜间派勇士偷袭官军营地，使官军不得休息。官军被迫分兵护粮。而朱棣为此又是几天不解甲了。
四月二十五日，何福带军移至灵壁，与平安合兵。并筑深堑高垒，想以持久战拖垮燕军。但朝中馈饷受阻。当时朝廷馈运粮五万石，平安率马步军六万人押饷。二十七日，朱棣率精锐万余人前来截断饷道，并派朱高煦带数万人伏于林间，以待官军战疲，突出击之。结果官军在燕军冲杀下被一截为二，行伍大乱。这时，何福动用在灵壁的全部兵马前来援救，斩杀燕军数千，燕军的攻势才稍被打退。而此时朱高煦在林中的伏兵又起，朱棣又带兵反击，形成对官军的夹击之势。官军渐渐不支，何福遂败走，退入营中，堵塞垒门，坚守不出。
因为军粮不济，何福军不能长久支持，这天晚上，何福与军士谋划突围。他下令要求军士到第二天一亮，听到三声炮响便开始突围，向淮河一带就粮。第二天一早，朱棣不给何福喘息之机，率大军向官军营垒发起进攻。朱高煦带众将士率先登上营壁，众人蚁附而上。这时燕军发出三声炮响，营中官军以为是自己突围的信号，纷纷向营门拥去，两军相遇，官军猝不及防，大乱。营门拥挤无法冲出，许多人从营壁上向外跳下，掉在堑壕，被燕军杀死。指挥使宋瑄力战而死，何福单骑逃去，平安遂败。左副总兵都督陈晖前来援救，也败。于是陈晖、平安以及右参将都督马溥、都督徐真、都指挥孙成等三十七人都成了燕军的俘虏。同时被俘的官员还有内官四人和监军副都御史陈性善、大理寺丞彭与明、钦天监副刘伯完、指挥王贵 等一百五十余人。燕军缴获马匹两万余。燕军攻破营垒，朱棣一再传令不许妄杀，军官因此投降的达十万人。这是官军空前的一次惨败。
平安久驻真定，屡次打败燕军，曾斩杀燕军骁将数人。燕将都对他惧怕三分，无人敢直接与他交锋。现在平安被俘，燕军欢声动地，说：“平安，平安，吾属自此获安矣！”燕军官兵无不想将平安处死，但朱棣深知平安的指挥才能，不忍将其处死。朱棣派都指挥费■等将陈晖、平安等人送往北平。平安感朱棣不杀之恩，终于投降了燕军。对于在军中被俘的文官，朱棣将他们一律放还。但陈性善自感监军兵败，有辱诏命，无颜再见皇上，便郑重地穿好朝服骑马跃入河中自杀了。其友黄墀、陈子方也同他一起投河自杀而死。彭与明撕裂冠裳，改换姓名与刘伯完等都不知去向。王贵因监护军饷而被俘，被朱棣释放后，走还凤阳，跟随知府徐安参与防守任务，仍与燕军作战。
直趋长江
在朱棣带兵南下，北方空虚之时，建文帝接纳了齐泰、黄子澄的建议，调都督杨文率领辽东兵十万前往济南，与铁铉合兵，以断绝燕军的后路。但这支军队行至直沽，便遇到了燕将宋贵等人的拦击而失败，竟无一人到达济南。这时已是五月初一日。
在南方，朱棣的军队继续向南挺进，五月初七到达泗州。泗州在凤阳府地界内，在府正东偏北二百一十里。南滨淮河，有汴水自城北向南流入 。凤阳府是朱元璋的老家。朱棣一进泗州境，便百感交集。他从就藩离开南京，就一直没有再到凤阳来，他又想起了当年与众兄弟一道回老家祭祖坟的情景，父亲太祖高皇帝希望他们个个成材，以支持大明江山，没想到高皇帝一闭眼大家便兵戈相向，但此时燕军大兵压境，泗州竟是一片和平景象，毫无战争的准备。难道他们对不久前近在咫尺的灵壁发生的战斗一无所知吗？
大军开到泗州城下，只见城门洞开，守城将领指挥周景初等早已率众等候在城外，原来他们是要献城而降的。周景初先命人通报了姓名，然后向朱棣施礼。朱棣说：“未攻城而先降，何也？”周景初说：“此处寺中有一僧伽神最为灵验，水旱疫疫必祷于神，有疑必卜问，吉凶悉响应。殿�