司馬懿領兵奇襲下相，實在是大大出乎吳人的意料。正如司馬懿此前預料的一般，吳人原以為大雨之後，漢軍最少要等到八月中秋後再展開行動，對分兵襲擊並沒有提防，加上司馬懿的行軍路線過於出人意料，沿途竟然沒有出現任何紕漏，這導致他出現在城下時，簡直就是神兵天降一般，守城的吳人失魂落魄，毫無戰意，不過短短一個多時辰，司馬懿就擒斬守將士宗，攻克下相城。
破城之後，司馬懿將城中兩千吳人殘軍盡數斬首砍殺，在城邊築成京觀。同時以守城為由，令城中百姓留一日糧食，其餘盡數上繳，而後將其盡數遣散出城。至於城中所獲的金銀財貲，他毫無藏私，盡數發放給麾下將士。不過短短一日之間，他就全然在下相站穩了腳跟。
私發金銀、斬殺俘虜、遣散百姓，這些行為其實都有違漢軍法紀，故而主簿蔣濟有所忐忑，問他打算如何向劉燮解釋。司馬懿則答說：“我等深入敵境，渡過泗水，而吳人大軍朝發夕至，可謂是身處絕境了。既然是非常之境，就要用非常之法，這正是用兵之要，子通何必執著？何況我雖違法紀，但無半分自肥，行事昭昭，何懼人言？若陛下戰後怪罪，我一力承擔，你不必擔心。”
事罷，他又令司馬孚領一千騎兵出城遊弋。沿路張旗示威，捕殺淮水邊往來的東吳遊騎，或是強攻城外塢堡間囤駐的吳人，一路掃蕩，吳人一觸即潰，四散奔逃。下相被漢軍攻克的訊息隨即如大火燎原般，迅速傳播到整個淮南淮北。
此時鎮守徐州的主將還是袁熙，孫權以劉曄、陸績兩人作為督軍，攏共率四萬餘眾屯守徐州。幾人原本各自駐紮在彭城、下邳、蘭陵三地，得知下相失守的訊息後，連忙率到下邳一起議事。
陸績雖是吳郡名士，當代儒宗，但並沒有經歷過大戰，故而得知下相被克的訊息後，未戰就已膽怯三分，直接就問袁熙說：“下游被阻，主公大軍恐不能來援，而賊軍大部又已開拔，這一來一去，我軍已然危在旦夕了。是否要先撤到淮南，去與主公匯合？”
一旁劉曄聞言，雙眉一挑，當即去打量袁熙的神情，面目果然陰沉如雨。不待他發作，劉曄搶先否決說：“公紀何必驚慌？賊軍雖克下相，無非是出其不意攻我不備，而能夠如此神出鬼沒，來者必然不多，也肯定沒有水軍，眼下正當趁他立足未穩，火速調兵去破城，只要能奪回城池，主動就還在我手。怎能一戰未打，便棄地千里？訊息傳到主公處，恐怕也會對我等失望啊！”
聽劉曄說罷，袁熙當即面目轉晴，朗聲說：“子揚所言，深得我心。”作勢便要出營去調兵，但很快又被劉曄攔下，劉曄問說：“還未問使君，此去下相，打算如何破敵？”
袁熙頗不耐煩，草草說：“我經略徐州多年，各城百姓中皆有我舊人。如今我領三千騎在前，君領五千水師在後，斷其歸路，水陸齊攻，再發動城中內應，怎麼可能打不下？”
劉曄則說：“凡事預則立，不預則廢，若是打不下城池，使君當如何？”
袁熙怒道：“若不能破城，我也自領兒郎，與賊君決一死戰便是，子揚何必多言？”他在東朝時便與漢軍多次大戰，此時雖然暫時依附孫權，但對於吳人此前數次畏葸不前，袁熙也打心底裡厭惡。故而不願與劉曄多說，喚親衛報了甲冑，就直接往城營中走，只留劉曄與陸績二人面面相覷。
徐州的將士基本都是袁熙的舊部，故而劉曄這個督軍也不過是徒有虛名，他沒有辦法，只好對陸績草草交待幾句，讓他在城中堅守不出，自己便也領了人跟在袁熙後面。當天中午，他們就點齊兵馬，順著泗水向下出動。出發前，袁熙對劉曄的語氣好了些，他說：“當年我家四世三公，名貴天下，什麼潁川陳、潁川荀，都不過是我家走狗罷了，便連周都督，出身也遜色我三分，如今竟讓劉備家的小兒得了天下，世道之不公，可見一斑。我早已沒了爭天下的意氣，唯獨卻不想做什麼膽怯小人！”
劉曄在一旁諾諾而應，心中卻不禁想，這世上的道理豈是家世能言說？家道沉浮，英雄輩出，本就是再正常不過的。我出身帝胄，若在百年前，家世不比你尊貴百倍？當然，這些話自然是不會說出來的。
於是吳軍水陸並進。下邳與下相間相隔不到八十里，中午出發，在天黑之前，他們就遠遠看見了下相城池。
在袁熙的預想中，此時距離破城不過兩日，而原本下相中的百姓與守軍則有萬人，前來的漢軍倉促奪城，又要維持城中秩序，恐怕還在城中進行休整，如此情形下，城防中恐怕也有不少漏洞。然而現狀卻是出乎他意料的，遠望過去，能看見下相城牆上燈火通明，可以清晰地看到巡兵在期間來回穿梭，也可以看到戍卒們仍在修建木樓城牒，即使遠遠望見有吳人來襲，他們也井然有序，並不因此動搖分毫。
劉曄見狀，連忙對各部吩咐下去，讓他們多打火把，營造出一副人多勢眾的假象，而後又派出一小隊人馬，往前去偵查城下的情形。
等了不到兩刻，派去的斥候就匆匆復返，臉色發白地向劉曄彙報說，就在城北約十餘仗的地方，竟然立起了一座由千餘顆人頭壘成的京觀，死狀猙獰可怖，又因此地溼熱緣故，人頭間頗有蚊蟲環繞，蛆蟲橫行，周遭可謂是惡臭難當。吳人斥候雖說也是久經戰場，但到底沒見過如此殘酷景象，不禁難以自持，面色煞白，看不過幾眼便回來覆命。
劉曄聽得渾身汗毛直立，悚然道：“北寇素來以仁義自居，竟用此酷烈手段！你可看清旗幟，知敵將是何人？”
“城上打著兩種旗幟，一種是紅底烏鴉旗，一種寫著司馬兩字，想必是北寇的新貴司馬懿。”
袁熙得知後，連聲嘿嘿笑道：“賣主求榮的小人，到了哪裡都能青雲直上啊！他不坐在朝堂操刀，卻來戰場上賣弄兵器，實在是自覓死路！”他一邊笑一邊把持長槊，眼睛卻眯了起來，顯然是對司馬懿恨極。他轉首對劉曄說：“信都一戰，就是司馬懿賣主求榮，才導致元帥大敗，今日既然撞上，我必為元帥報仇！”
“眼下他城池已固，如何會與我等交戰？”劉曄審視周遭，又擔憂道：“如今我軍疾馳半日，還未休整，而對方根基已固，破城的希望實在渺茫，不如就地紮營，遣使向主公去請援軍，圍城再戰不遲。”
袁熙卻固執己見，堅持說：“我自有辦法逼他出城。”當即就派親衛到城下叫罵，罵得內容倒也直白，先大聲宣揚司馬懿背主求榮、賣笑二國，又罵劉燮有眼無珠，重用無節之臣，可謂是君臣相得，滑天下之大稽。
辱至主將君父，漢軍果然群情激憤，不過幾刻時間，便見城門大開，裡面的漢軍打著旗幟火把出來列陣。袁熙見狀大笑，對劉曄說：“這等小人，越缺什麼，越聽不得別人罵什麼，子揚你看，這不就出來送死了嗎？”他又自信說：“如今趁他陣列未整，我必一舉破之。”
軍中鼓聲如悶雷般響起，徐州兵卒在黑暗中大聲踏步，在月夜裡踏起一團團翻飛的塵埃，很快又在天地間營造了一層朦朧的灰霧。袁熙領七百騎兵踏在前鋒中，漸漸地將自己的陣型拉成一個前窄後寬的錐形形狀，他打算以一次衝鋒就結束戰事。
此時正值夜晚，漢軍的陣型整頓極為緩慢，就在袁熙攻過來時，弓箭手都來不及在前列放箭。飛馳的戰馬很敏捷地穿插在漢軍的空隙之中，然後毫髮無傷地從敵方的陣線中衝了出來，七百騎兵，幾乎有九成就這般抵達到了漢軍的腹背。而他們只要再調轉馬頭，重新殺回去，就能如錘砧一般把漢軍的陣型徹底擊垮。
為了維持陣型，袁熙在原地稍稍盤旋了片刻，只是騷亂之中他赫然發現，不遠處就是漢軍修築的京觀，舊部的頭顱堆砌期間，讓他心情低沉和憤恨，又鼓勵部下說：“今日我殺賊破城，必十倍報之！”
然而正說話間，他聽到南面傳來一陣打雷般的隆隆作響，天空中也騰起一片灰色的塵埃，只是來源處卻是一片幽暗的密林。
南面莫非有人？袁熙狐疑未久，南面埋伏已久的漢軍後援已殺至眼前。吳人這才發現，雙方竟然隔得這樣近，這些人就埋伏在城門前數百步外的密林之中，這在戰爭中幾乎已是近在咫尺。但因城下京觀的緣故，斥候們魂膽盡喪，不及細看就匆匆撤走，導致袁熙產生了一次致命的誤判。
這支伏兵如同鬼影一般出現，幾乎沒有在戰場上掀起什麼漣漪，就將陷入重圍中的吳人騎兵團團包圍，隨後刀劍齊下，長槊亂戳，很快就將他們盡數殺死。而在對壘的劉曄察覺出不對，即刻率領大部撤軍，為司馬懿乘勝追殺三十餘里，潰俘四千餘人。所得的這些人，司馬懿也沒有留下，將他們繼續斬首，在原本京觀的旁邊，又築成了一座人頭塔。而對於徐州牧袁熙，首級也被封函送往睢陽。