汉军在新州大捷的同时，刘汉所部在扶余人协助下攻占了元山港，这是高丽人的一处物资补给站，源源不断的战争物资正是由海路运抵此处，然后在运往北部诸道的。汉军攻取元山，无疑切断了高丽人的后援线，使高丽人陷入被动。为了夺回元山，高丽人动用了北部诸道的大半兵力与汉军展开了争夺战。
高丽匆忙间集合了近二十万人，以排山倒海之势向小小的元山港压来。而刘汉部加上扶余人才有两万余人，只有高丽人的十分之一，兵力相差异常悬殊。刘汉的副将倪忠劝主将求取援兵，或者暂时放弃元山。
刘汉却说：“倪将军，我等受命征讨高丽，有进无退。岂能畏惧敌寇众多便萌退意，那不是让敌人小看吗？在说，我们扼守于此，敌人必倾众兵来战，这样其他战场便轻松了许多，一旦他们抽出兵力，内外夹功，何愁敌人不灭。而且敌人一日攻不下元山，其物资损耗一日得不到补给，军需供应必然拮据，过不了多久敌人就会不战自乱的。将军若是无信心在此坚守，可引本部先撤。”
“这，主将错怪末将了，忠跟随将军多年，视将军为兄长，安忍弃将军而去，只是不愿士卒涂血。今将军如此顾全大局，令忠十分愧悔，忠愿与将军共存亡，绝无二心。”倪忠眼中含泪，激动地说。
“我知将军忠勇，好，咱们就一起在此报效国家吧！”说着，他伸出双手，与倪忠的双手紧紧握住。
刘汉又对站在旁边的扶余人的主将那术说：“那术将军，汝本是协助我军作战，没有义务和我军一起效死，趁现在敌围未成，汝速率军退回，或是靠白狼侯。”
那术今年三十五岁，是扶余人中第一流的箭手。听了刘汉的话，他按耐不住心头的激动，挺身上前说：“刘将军你太小瞧我那术和我的兄弟们了，高丽人蚕食欺侮我邦二百余年，多少扶余子弟被掠为奴，多少妇孺横遭杀害，此仇此恨，那术永世难忘。今将军奉大汉天子明命讨逆，对我邦存亡绝续，恩同再造。我邦皆感恩不尽，又能仰仗大汉天威报百年深仇，我等就是战死沙场也会含笑去的，安能置恩人于不顾，自己逃命，我们还有何面目回去见扶余父老。”说着，他呼啦一下跪在刘汉的面前，眼中喷火，热泪横流，其他几个扶余头目也一起跪下，同时哀求：“请将军吩咐，赴汤蹈火，在所不辞！”
刘汉见状，也跪下相扶，动情地说：“先时，刘某还以为大汉伐汝之国，汝恐不尽力，因此想诸君退去，看来刘某是大错特错了，诸君在上，请受刘某一拜！”
随后，刘汉吩咐裨将张绍携带自己的手书赶往王恢大营，向元帅禀明自己的打算，并请他速带援兵进攻元山附近的舒城，攻下舒城后，再来解救自己。舒城是高丽人通往平城的一条捷径，一旦舒城失守，高丽军心必乱，然后再行夹击，便可事半功倍。同时，他命人将元山港内的战船全部沉到港口，阻塞航道，以免敌军从水路进攻元山。他命令倪忠守粮城，那术守武器城，自己则守卫主城，在每个城内都准备下足够的武器和粮食。同时他还在元山城周围挖下壕沟，在沟内铺设油道，灌满火油，以备敌军攻城时使用。反正城中有的是各种物资。他还告诫诸将，一旦城防危险，就将城内剩余物资统统烧毁，决不给高丽人留下。
一天后，高丽人的大队人马陆续开到元山周围。由于未接到平城的命令，他们只好公推国主的叔叔弓纪为都督，权理攻打元山事宜。
弓纪是位很慎重的人，他对元山的重要性是非常了解的，因此他才纠集北道诸侯的大军火速赶来。他命令大将王建负责安置营帐，自己则带领北道诸侯和各郡、州守将五十余人到元山观察地形。老实说作为北道诸侯之首，他非常熟悉元山，也不只一次来过元山。可是在听说新州失守的消息后，他真正意识到面前的敌人太强大了，他们不仅在兵员素质上占优势，而且在武器上具备绝对优势，他们的战术灵活多变，士卒骁勇善战，都怀着一颗立功封侯的报国雄心，这是一支多么可怕的敌人啊。
“难道列祖列宗创下的基业就要葬送在这些可怕的汉人手里吗？”在前往元山的路上，他不止一次地问自己这个问题。
可是表面上，他还非常镇定，和诸将谈笑自若。当他的探子告诉他汉军只有二万人时，他不禁长吁了一口气，认为这只是汉军的游兵，一旦知道自己大兵压境，说不定就会逃之夭夭。可是后来探子又报说汉军不仅不退，还在构筑工事，准备与自己决战，他又不禁赞叹起来，“好厉害的对手，明知我有20万大军，比他多十倍，可他们就是不退，还要与我较个高下。看来，一场恶战总是难免了！”想到这，他催促军队加快步伐。
现在，他站在离元山二十里的萧山上，俯看元山，看到城内秩序井然，防守严密。他更加感到汉军的实力远远超出自己的想象。
他不想再看了，就勒马回营。同来的诸将觉得主帅有些怪怪的，平时那么有兴致，怎么今天却这么快就不说了，还自顾自地说些什么。但他们谁也不敢问这位皇叔。
回营后，他稍事休息。就升帐发令。他命令大将王建攻打粮城，大将箕善英攻打武器城，自己则率领主力进攻主城。同时命令北道水军总管绪方率军进攻水道。
清晨的元山并不宁静，到处是行进的队伍和嘶鸣的声音。
刘汉站在城头上，威风凛凛。他今年四十一岁，在汉军中服役多年，以前一直没有仗打，一个副将就干了十年，他好不恼火。后来，他被王恢相中，任命为云中郡太守，一直担任前锋军统将，立下了不少战功。但是说老实话，看到那些比他年轻不少的将领都建功封侯，自己至今才是关内侯，他经常中夜自问，为何自己总也找不到更好的报效朝廷建功立业的机会？今天，他知道元山就是实现自己理想的地方，为了报效朝廷，为了报答王恢的知遇之情，也为了不给自己的军旅生涯抹黑，他想自己一定要与元山共存亡。他相信即使自己罹难殉国，也会有人为他报仇的。
看到城外黑压压的敌军，他一点紧张之情都没有，相反他却哼起了家乡的小调。他告诉自己的中军，一旦敌人穿入油阵立即放火。
很快，高丽人的先锋军冲入了油阵。这是一处很低洼的地方，布满了胡乱摆上的草皮。冲在前方的高丽先锋慰同感到不妙，他曾当个元山副将，对此的一草一木都了如指掌，他记得这里没这自洼地，怎么今天会遇上洼地。他想叫人去好好看看。
突然，从城上飞来无数火球，这是汉军用抛石机抛掷下来的。火球落地后，点着了地下的油道，大火扑的腾起。慰同还没明白是怎么回事，就被连人带马烧着了。这条油带有半里地宽，一里多地长，里面密密匝匝的挤满了今天首发的近二万名高丽兵。这下他们可就祭了火神爷了。
没多久，阵地上变弥漫着一股浓裂的烧烤味。到处是从火中闯出来的烧得变了形的高丽兵在垂死挣扎。这一幕油阵竞不费一兵一卒就消灭了二万高丽兵。
看着自己的士兵在烈火中挣扎，弓纪却无能为力。他知道这样的火，是无法扑灭的，只有等他熄灭。
他攥紧了佩剑，牙齿咬得咯咯直响，他静静地等着。
火在无声的等待着熄灭了，战场上一片宁静。
此时，弓纪拔出了佩剑，他用力前指，向着元山的方向，狠狠劈下。高丽兵开始向元山发起了猛攻。元山城内外到处都是喊杀声，格斗声。
汉军发挥喷火枪和连弩的威力，将高丽兵成片成片的割倒。可是后续的高丽兵又踩着同袍的尸体向城上猛攻。高丽兵运用撞城槌向城墙猛冲，他们的撞城槌虽然比汉军的差得很远，但他们以人为代价，不停的攻击，也对元山城墙构成了威胁。同时高丽人踩着云梯向城上冲去，很多人从半空中被射落，但高丽人依然忘我地前冲，汉军只得和高丽人在城垛口、城墙上和城豁口处死战。
汉军打退了高丽兵的一次次进攻，但高丽兵不久又起了新的攻势。汉军的伤亡在一天天增加。
十天后，军粮城被攻破，汉军大将倪忠自杀刎国，所部三千将士全部阵亡。
又过了两天，武器城也被攻破，那术所部两千五百余人全部阵亡。那术受伤昏迷被俘，苏醒后大骂弓纪而死。
随后，高丽军全部向主城杀来。主城城墙被攻破，高丽军与汉军展开巷战。汉军利用武器优势和高丽军周旋，又坚守了一天一夜。
最后，高丽军将汉军压缩至北城一带。此时刘汉已多处受伤，但仍裹创苦战。此时天已交午，春天的太阳照在身上，暖洋洋的。刘汉抚着自己的宝剑，任剑上的血迹流在地上。这是第二十次打退敌人的进攻。他身边只剩下三千余士卒，大部分都已受伤，很多人伏在地上，他们累得实在起不来了。
刘汉整了整衣冠，然后面向长安方向跪下，其余将校也学他的样子跪下。刘汉眼含热泪说道：“陛下委臣重任，责臣守护孤城，臣已尽力，无奈敌人众多，势不能敌。今将殉国，死不瞑目。望陛下速发虎贲为我们报仇。”说完他站起身来，就欲冲出护壕与高丽兵决战。
就在此时，高丽人的后队大乱。
汉军的援军及时赶到。
原来，王恢接到刘汉的告急文书，立刻约齐方子都的北部兵一起进攻舒城。谁成想，弓纪为了分散汉军求援元山的力量，派遣自己的侄子弓谦引兵十万向王恢杀来。王恢只得分兵杀散敌军，弓谦被连弩射死。这一来就耽误了一天半的时间。等到汉军骑兵攻下舒城，再来合围弓纪，刚好赶到刘汉力不能支的最后关头。
王恢的九万大军从后向弓纪包抄过来。汉军以其精锐火器攻破了弓纪的后防线，然后向弓纪中军猛冲。高丽兵乙是疲惫之师，根本驾不住汉军的猛冲，很快便溃不成军了。城内的汉军也贾足余勇，杀将出来。弓纪被汉军大将徐芳射死。
二十万高丽军本来是临时拼凑的，平时互不统属，今天一旦主帅阵亡，也就四散溃去。
王恢分兵扫灭残敌，然后命人进城接济刘汉。
刘汉来到了王恢身边，他顾不上礼节，竟至抱住主帅大腿，放声哭起来。一边哭一边说：“元帅，您来得好啊，刘汉差一点就见不到你了。呜，呜。”
王恢也流出热泪，他拍着刘汉的后背说：“刘将军，你为国家立了大功，受苦了！”
此役，汉军基本上击败了高丽北道诸郡的主力军队，很快，北部诸道都落入汉军手上。
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