五道护城壕之后，就是护城河。护城河宽约十五丈（约今三十五米），这是北疆军一个难以逾越的障碍。
护城河距离墙根还有四百五十尺（约今百米）。在护城河之后，还有一道更宽的护城壕。这道护城壕上设有转关桥。这种桥只有一根梁，梁的两端伸出，架在壕沿的横木上，当敌人行至桥上时，拉动机关使横木缩回，桥面便会翻转，令敌坠入壕内。
这道护城壕之后是瓮城和冯垣。瓮城是主城门外的半座小城，墙高七十尺（约今十六米）。瓮城城门偏设，当城门遭到敌军攻击的时候，城楼上的守军也能射杀攻城敌卒。敌军一旦攻破瓮城，同样会陷入守军居高临下的四面夹击之中。冯垣是用泥土夯实的矮墙，高约十五尺（约今三米多），守军伏在矮墙后，射杀翻越护城壕的敌卒。
在冯垣之后，就是拒马带。这条拒马带宽有十尺到二十尺，主要是阻挡敌军架设云梯。在守城士卒出入的地方，拒马和鹿砦都埋得比较浅，以方便守军移动，并加以显要标志，让城墙上的守军重点防范。
拒马带之后就是城墙根了。又高又陡的城墙虽然不利于敌军攀爬，但也是城上守军的射击死角。然而，曹军在城墙上修筑了大量的“马面”和楼台，弥补了这一缺陷。
马面突出城墙外侧，与城墙合为一体，守军可以居高临下射击，消灭城下死角里的敌军。马面上设有可供士卒休息的战棚，战棚四周有木桩围护。这种防御设施过去只有边塞要隘和边郡大城才有，但袁绍竟然把它应用到洛阳城的防护，这让北疆诸将大为惊讶。
修筑马面的工程显然大了一点，叛军在延墙上按照正常防御办法，修建了大量临时楼台。
楼台的作用很多。虽然圉县城的城墙顶部很宽，一般在五十尺到七十尺，足够守军灵活自如地机动和战斗，而且延墙两侧的女墙又高又厚，尤其是外侧女墙，都开有密集的外宽内窄的射击孔，城角也还建有坚固的角楼。但这些防守设施在战时根本不够用，必须添置临时楼台。
在延墙上，曹军军每隔两百五十尺（约今六十米）建了一座突出外侧城墙五尺（约今一米）的观察楼。每隔八百尺（约今两百米）建了一座突出外侧城墙十五尺，以消灭城下死角和夹击城下敌军的木楼。同时，每隔八百尺还竖起了一面用高尖木桩连成的横墙，木桩的高度约为十五尺，平时开小门以供穿行，一旦敌军登上城墙，则封闭横墙作为路障继续阻杀敌军。另外，每隔一千五百尺（约今三百六十米），曹军还建了一座突出“内侧女墙”二十尺（约今五米）的木楼，用以攻击突入城内的敌军。
这是目前北疆军能看到的防护设施，在城内，也许曹军还建有更多的阻击设施。圉县城攻击难度之大，让北疆军上上下下都有一种无力和挫折感。曹操我在圉县一个月，看来还真的是做了不少工作。在五万大军和数万圉县住民的努力下，圉县城北曹操经营成了即使是在大汉国来说，都是有数的坚城。
曾炩亲征，激励了北疆军的士气，但当将士们从兴奋中冷静下来，面对前方高大而坚固的城墙时，战场上血腥和死亡的气息又把他们残酷地打回了现实。
北疆军持续轰击了一个时辰，无数的炮弹、石块和箭矢倾泻在城墙上下。
城墙顶部的楼台在石块和箭矢的肆虐下，损失较大，有几座小木楼直接给炮弹和石块轰塌了。瓮城也遭到了重创。正面单薄的女墙被炮弹和石块毁坏了很多。埋伏在冯垣后面的敌军更是北疆军重点攻击的对象，大小炮弹、石块和箭矢几乎把他们淹没了。
圉县城太高，城墙上又有门楼、马面、木楼等建筑，曹军的制高点让人望而生畏。制高点被曹军控制，北疆军的强攻就会遭到压制，伤亡必定惊人，为此北疆军在城防边缘地带，用木头和泥土修筑了大量的土台，土台上再建坚实的木棚，用以安置弩炮和箭手。
在弩台和箭台的中间，便是火炮阵地和投石车阵地。
此次北疆军运到城下的火炮、投石车和床弩类型繁多，数量也极为庞大。
特别是这里面还有一种巨型床弩是用两到六张不等的强弩连成一体使用，有固定的，有车载的，需十人操纵，有两副绞盘供上弦，一副供顺绳拉回射出的巨箭。既能发射十尺长的巨箭，也可一次装填六十支普通箭。这是当年攻克下曲阳时那种床弩的改进版。不过，由于制作太过复杂，这种巨型床弩只有二十台。
床弩和投石车一样，早在春秋战国时期就有，本朝后期因武备荒废，仅句注、飞狐、卢龙等大型要塞配备了一些，后来因为年久失修报废了，当柴禾烧了。侥幸的是，这两样东西曾炩都有印象，指导北疆的工匠将其制作出来了。
这些年，北疆军步卒各部一直装备床弩和投石车，但威力都不是很大。此次为了攻打汝南，曾炩下令大量制造床弩和投石车。另外，运来的火炮数量也很可观，就是聚集陈留战场的都达到了三百门，而整个战场，则是达到了五百门，占到了如今北疆所有火炮的一半还多。
火炮、投石车和床弩的配备，让北疆军的攻击力大大增强，但攻击力强并不代表可以控制制高点。北疆军这番狂轰滥炸本想诱使曹军还击，以便在第一次强攻前尽可能摧毁敌人的制高点，但操