燕王朱棣十幾萬大軍，包圍濟(jì)南城三月有余，連攻不下。諸策失效之后，燕軍便堵堰城外各條溪澗及河流水源，準(zhǔn)備積水灌城。濟(jì)南城內(nèi)守軍、人民大懼。鐵鉉鎮(zhèn)定自若，說：“別害怕，我有計(jì)破賊，不出三日，賊兵必遁！”

　　鐵鉉安排“詐降計(jì)”。他派壯士安裝大鐵板在城門圓拱上端，又讓守城士卒大哭哀嚎“濟(jì)南城快被淹了，我們就要死了！”不久，盡撤樓櫓防縣，派城中百姓長者代替守城軍做使者，到燕王大營跪伏請(qǐng)降：“朝中有奸臣進(jìn)讒，才使得大王您冒危險(xiǎn)出生入死奮戰(zhàn)。您是高皇帝親兒子，我輩皆是高皇帝臣民，一直想向大王您投降。但我們濟(jì)南人不習(xí)兵革，見大軍壓境，深怕被軍士殺害。敬請(qǐng)大王退師十里，單騎入城，我們恭迎大駕！”

　　燕王朱棣不知是計(jì)，聞言大喜。出征數(shù)日，燕兵疲極，如果濟(jì)南城降，即可割斷南北，占有整個(gè)中原地區(qū)。因此，朱棣忙令軍士移營后退，自己高騎駿馬，大張黃羅傘蓋，只帶數(shù)騎護(hù)衛(wèi)，過護(hù)城河橋，徑入城內(nèi)準(zhǔn)備受降。

　　城門大開。守城明軍都齊聚于城墻上往下觀瞧。燕王朱棣剛進(jìn)城門，眾士卒高呼“千歲到！”預(yù)先置于門拱上的大鐵扳轟然而落。幸虧朱棣命大，鐵板稍落早了零點(diǎn)幾秒，正砸中燕王所騎馬頭。燕王滾落于地，大驚失色，身邊衛(wèi)士忙給他換一匹新馬，一行人掉轉(zhuǎn)馬頭就往外跑。濟(jì)南守卒連忙牽挽護(hù)城河浮橋，可惜年久橋重，費(fèi)了牛勁只拉挽起一米多高，朱棣和一行衛(wèi)士縱馬騰逸而去。

　　狂怒之下，朱棣又揮兵攻城。鐵鉉伏于城頭，大罵朱棣反賊。燕王大怒，搬來數(shù)門火炮對(duì)城內(nèi)一頓狂轟。危急關(guān)頭，鐵鉉親書高皇帝朱元璋神牌，懸于四城之上。見有朱元璋神牌，燕兵不敢再用炮擊，濟(jì)南城得以保存。

　　相持之間，鐵鉉又常常出其不意，派驍勇軍卒白天黑夜從城內(nèi)突出，騷擾襲擊燕兵，搞得這群疲憊之師無可奈何，多被殺傷。

　　朱棣憤甚，計(jì)無所出。和尚道衍勸言，認(rèn)為燕兵師老兵疲，應(yīng)回北平再圖后舉。朱棣聽勸，班師回北平。

　　鐵鉉及明將盛庸等乘勝追擊，收復(fù)德州等地，兵威大振。

　　建文帝下詔，擢鐵鉉為兵部尚書（齊秦當(dāng)時(shí)已卸任），協(xié)助盛庸準(zhǔn)備北伐燕軍。

　　1400年10月，建文帝下詔，命大將軍盛庸統(tǒng)平燕諸軍北伐。副將軍吳杰進(jìn)兵定州，都督徐凱等人屯于滄州。

　　11月，燕王朱棣聽說盛庸向北平方向進(jìn)發(fā)，便想先發(fā)制人進(jìn)攻滄州，又怕明軍有備，就對(duì)外揚(yáng)言要出征遼東的明軍。

　　燕軍將士聽說又要大冷天去遼東作戰(zhàn)，皆郁郁不樂。行至通州，張玉、朱能等將入帳，勸說燕王：“現(xiàn)在大敵當(dāng)前，我們卻提軍遠(yuǎn)征遼東苦寒之地，士卒離心，恐怕師出不利?！?br />
　　朱棣屏去旁人，對(duì)二將說：“現(xiàn)在明將盛庸駐軍德州，吳杰、平安守定州，徐凱和陶銘在滄州筑固城池，相互倚持為犄角之勢。我們現(xiàn)在出軍，實(shí)際上是要去奇襲滄州。德州、定州城堅(jiān)墻厚，肯定不能攻下。滄州城潰塌日久，現(xiàn)在天寒地凍，明軍筑固城墻的速度肯定很慢，乘其懈怠，我們襲之必??！”

　　兩將聞言，恍然大悟。

　　燕兵至天津，過直沽，朱棣忽然下令軍隊(duì)轉(zhuǎn)而南行。燕兵大多不明就里，紛紛詢問：“我們不是向東征遼嗎，怎么又向南進(jìn)軍呢？”燕王朱棣裝神弄鬼，一臉神秘，答道：“夜間我見有白光兩道，自東北指西南，占卜一卦，卦象表示‘南行大吉’”。于是，他指揮燕兵急行軍，一晝夜疾行三百華里，黎明時(shí)分，已至滄州城下。

　　明將徐凱一直聽諜報(bào)說朱棣帶兵去打遼東，因此正不緊不慢地督促明兵抬石頭、和泥灰修筑城池。燕兵突至城下，明軍才發(fā)覺敵至，大多兵士股栗哆嗦，嚇得連甲胄都來不及穿。

　　燕兵不顧疲勞，肉薄登城，不久陷城。

　　徐凱等將慌忙逃跑，半路又遭早已埋伏好的燕兵截?fù)?，?shù)將皆被活捉，明軍被燕軍斬首一萬多，投降的數(shù)萬明兵，皆為燕將譚淵下令活埋。

　　1400年年底，朱棣又命駐扎于直沽的燕兵乘大船順流而北，滿載繳獲的輜重財(cái)物。他本人親自率軍循河而南，屯軍館陶，出掠大名，燒毀明軍軍餉無數(shù)。不久，燕王又率軍至汶上，掠濟(jì)寧。明將盛庸、鐵鉉避其鋒芒，跟躡其后，在東昌扎營。明軍先鋒將孫霖剛到滑口，即被燕軍襲敗，孫霖?cái)∽摺?br />
　　燕軍大集東昌，準(zhǔn)備向明軍發(fā)動(dòng)攻擊。

　　盛庸、鐵鉉二人聞燕軍將至，忙宰牛犒功將士，誓師勵(lì)眾，做足了“思想工作”，準(zhǔn)備背城決戰(zhàn)。

　　由于燕兵屢勝，已有輕敵之心。望見明軍出城列陣，燕兵一哄而上。明軍早已埋伏的火器、毒弩一時(shí)齊發(fā)，燕軍死傷甚眾。此時(shí)，明將平安又率所部明軍殺到，與盛庸合軍，雙方大戰(zhàn)起來。

　　燕王朱棣故伎重施，他以精騎沖左掖，突入明軍中堅(jiān)。明軍厚集，圍朱棣數(shù)重，把這位燕王天天包圍起來。幸虧燕將朱能等人率勁兵輪番攻擊明軍陣地東北角，使盛庸等人撤西南角兵士前擊抵截，包圍燕王的明軍稍稍減緩。

　　朱能率精騎突入陣中，奮死力戰(zhàn)，保護(hù)朱棣沖出重圍。燕將張玉不知燕王已安全撤走，拼死突入明軍陣中想救主，最終力竭，被明軍連人帶馬剁成數(shù)截。

　　明軍乘勝進(jìn)擊，斬殺燕兵一萬余人。燕兵大敗，明軍尾隨追擊，又擊殺燕軍數(shù)萬。

　　此次大戰(zhàn)，如無建文帝先前不許加害燕王的詔書，朱棣再有十條命也已報(bào)銷掉。“是役也，燕王數(shù)危甚，諸將奉詔，莫敢加刃”。朱棣自己也得便宜賣乖，每戰(zhàn)皆挺身而出，與明軍短兵相接。加上他本人精于騎射，每次燕兵大敗，他常常一人一騎殿后，搭箭發(fā)矢，斃傷追兵成百上千，使所部能安然得脫。這種不公平競爭，明兵明將只得自認(rèn)倒霉，望人興嘆。

　　逃跑途中，朱棣兒子朱高煦又及時(shí)馳援，擊退盛庸追兵。不久，燕將朱祿等人也趕到，眾人合軍，部伍稍整。聽聞大將張玉敗沒，燕王痛哭，嘆道：“勝負(fù)常事，不足慮。艱難之際，失此良輔，殊可悲恨！”日后朱棣稱帝，以張玉為靖難第一功臣，追封榮國公、河間王。

　　建文三年春正月（1401年2月），東昌大捷消息傳來，建文帝大喜，入太廟祭祖，告東昌大捷，并賞賜銀物，褒獎(jiǎng)將士。