当夜，他令黄权调来一艘楼船，暂时停靠在石头城外二十里。而后紧急召集匠人，令其修改船舷靠岸的一侧，在上面建立一道两丈高的平台。这平台长四丈，宽一丈，可同时容纳百余人站立其上，也有梯台可供上下。周不疑就是打算出其不意，直接利用楼船高大的船身，让汉军从江面摸上石头城。
此事大约准备了两日，为此，汉军的攻势也停滞了两日，这使得整个战场都陷入难得的寂静之中。进攻前，周不疑专门又巡视了一趟军营，见许多汉卒都露出沮丧之色，还有人直接问周不疑说：“将军，何时才能回京？”周不疑一愣，随即笑着去拍这人的肩膀，说：“快则一月，慢则半年，急不得。”此前汉军虽遇小挫，但大体而言，都还是称得上顺风顺水，在一座城池下遭受如此挫折，对汉军而言，还是第一次。周不疑想，若这次的计策还不得用，恐怕就要做先撤回江北，从长计议的打算了。
进攻的时机选在半夜。为了遮掩楼船的进攻，周不疑再次令杨秋正面强攻石头城，黑夜黑雨之中，汉军大敲锣鼓，踏着泥水登上土山，高举木楯迎着箭雨往城上爬，而后另一只手攥着长槊往上刺，在黑夜之中，他们完全看不清敌人的长相甚至位置，但即使如此，仍然要以血肉吸引吴军的注意力。与此同时，楼船趁势顺江而下，突然出现在石头城北部的江面上。
见远处楼船直奔城池而来，吴人见状大惊。在这个时候，待在北墙的不过是近百名歇息轮换的老兵而已，他们只能一面紧急召集周遭的士卒，一面立刻向步骘汇报。等到步骘带着五百来人匆匆来援时，这艘满载着汉卒的庞然大物，与石头城相隔已不过数丈了。
眼看着楼船要直接撞上来，吴人也顾不上射箭了，立马持枪在城墙上列阵，阵型方才成型，楼船的船舷就已压在了石墙之上。而楼船上的平台，距离墙头仅有两尺，汉军一跃即上，当即与吴人展开肉搏战。此处的石墙甚是狭窄，仅仅只有三尺来宽，两个人站在一处，近到能直接感觉到敌人的呼吸。这种情况下，与其说是在厮杀，不如说是在推攘，双方尽可能地在墙上立足，然后奋力把敌军推下城墙。一时北墙两侧纷纷有士卒掉落，或跌落水中，或跌落石地。但在双方皆着甲沉重衣的情况下，结果并没有什么区别，跌落水中无法泅泳，跌落地上粉身碎骨，都是一个死字罢了。
但步骘看得出来，汉军正在渐渐占据上风，再这样下去，恐怕要不了一个时辰，北墙就要被攻破了。汉军居然从江上进攻城池，这是他万万没有想到的。懊恼之际，他观察前进的楼船，发现其并无艨艟、青雀护卫，转念又在心中大喜道：“贼子到底不知水战，一艘楼船也敢远来吗？”，他立刻招来亲卫，令人找了一艘小船，搬运到石头城西北角的水门去。而后他令人在船上装满了干柴，再灌以火油，当即点燃了放它沿江飘下。
汉军见楼船尾部突然出现一只熊熊燃烧的火船，转瞬就要靠近船尾，匆忙间只好用长槊抵住，但近处灼热非常，加之浓烟熏眼，很快就支撑不住了，只能喊人轮换着来支撑。但不多时，吴人又在水门处点燃了第二艘火船。汉军见状，自知攻势不能持久，情急之下，只能决意撤军。由于事发突然，许多上城的汉军还不知道楼船的困境，并没有听到回船的命令，还在墙上继续厮杀。而楼船上的汉卒也无法坚持，最终草草离去，这导致大约有百余名汉卒没有回船，惨死在吴军的围攻之下。
这一次对石头城的攻势，最终还是以功亏一篑告终。
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