十日后，木华黎率领三万攻城步兵来到大同府城下。成吉思汗没有急于让他们参加战斗，而是让他们一边休整，一边到金军看不到的地方挖掘泥土，用吃完了的粮袋装土，为“跑马上城”做准备。

又十日，石抹明安率领三万后勤步兵带着大量粮食物资来到大同府城下。成吉思汗也是让他们一边休整，一边驱赶拖运粮食物资的牛马将攻城步兵装好的土包运至大同府城北两里处。攻城步兵继续挖土，后勤步兵又将剩余的粮袋带来继续装土，装好的土包达到十万个。

大同府原有人口三十余万，由青壮年组成的预备军也有十万余人，后来有的被胡沙虎强征入伍对抗蒙军，被蒙军杀死；有的投降蒙军，又被抹捻尽忠带来的金军杀死，剩下不足五万人。抹捻尽忠把他们全部编入金军，如此大同府内的金军达到十五万。蒙古大军还没有到来之前，抹捻尽忠就率领大军出城搬运石块，堆在城墙上的石块多达上百万块。同时抹捻尽忠组织城里的妇女老人大量制造弓箭，城里的弓箭多的连兵器库都装不下了。此外，抹捻尽忠知道蒙古骑兵最厉害的就是射箭，几乎每个蒙古骑兵都可以做到“百步穿杨”，这一点就是女真骑兵也很难做到，更何况是新征召的金军步兵？于是为了弥补这一缺陷，抹捻尽忠在谋士的建议下，制作了十台放弩机。

抹捻尽忠制作的放弩车，是他找汉人工匠制造的。每台放弩车需要用一百余斤青铜、纯铁和四百余斤木材制造而成，它使用青铜卡尺固定弓弦，以青铜轱辘进行上弦，而后在人力的操作下发射。这种放弩车在汉人春秋战国时期就被发明出来了，但造价很高，且体型庞大，行动不便，至少需要二十个人操作才能有效的使用，所以未能普遍使用。但在此危难时刻，抹捻尽忠想到这个办法，便找来汉人工匠制造了十台“简易化”的放弩车。

抹捻尽忠制造的是轻型放弩车，仅五百斤重，射程可达半里之外。在春秋战国、秦汉两晋、南北时期，放弩车被普遍运用到攻城、防御之战中，一般的放弩车大约一千余斤，射程可达一里之外。后因体积庞大，不利野战，慢慢被弃用。抹捻尽忠制造的虽然是轻型放弩车，但射程仍是一般金军弓箭手的五倍，蒙古骑兵的两至三倍。而且发射的弓箭长度、重量都是普通弓箭的两倍，杀伤力极大。

在大同府被蒙古骑兵围困的这段日子里，抹捻尽忠也没有闲着，他把这十五万人马组织起来，一边警戒蒙军，一边加紧训练。抹捻尽忠还建立了一支由女真人组成的“重装百人队”，专门训练放弩车的使用技术。

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十月二十五日凌晨卯时，成吉思汗下达总攻大同府的命令。后勤步兵负责搬运土包，攻城步兵负责举起盾牌挡住金军弓箭和扔下的石块，蒙古骑兵则向城墙上的金军放箭以掩护步兵。成吉思汗则在纳牙阿万人队的保护下，和博尔术、郭宝玉、木华黎、石抹明安、纳牙阿在半里之外临时搭建的点将台上指挥战斗。

战斗一开始就进入白热化，持续中午时分，已有很多金军被蒙古骑兵射死射伤，也有很多蒙古步兵被金军砸死砸伤。

抹捻尽忠一直躲在城墙后面观察成吉思汗的动向，成吉思汗一旦靠近城墙，就准备使用放弩车射杀。可是成吉思汗可能因为上了年纪的缘故，一直站在点将台上指挥战斗，没有向城墙靠近。眼见蒙古大军把土包也堆越高，抹捻尽忠十分着急。此时南风骤起，而且越刮越大。抹捻尽忠心想，此地难得刮这么大的南风，莫不是天助我也？此时不用放弩车，更待何时？