渊带着败兵逃入襄平城，闭门坚守不出。魏兵四面合围。

当时正值秋雨连绵，持续了一个月不停，平地上水深三尺，运粮船从辽河口一直通到襄平城下。魏兵都在水中，行动坐卧都不得安宁。左都督裴景进帐报告说：“雨水不停，营中泥泞，军队不能停留，请求移到前面的山上。”司马懿发怒说：“捉拿公孙渊只在旦夕之间，怎么可以移营？如果再有人敢说移营，就斩首！”裴景唯唯诺诺地退了出去。过了一会儿，右都督仇连又来报告说：“军士们苦于水患，请求太尉将营地移到高处。”司马懿大怒说：“我的军令已经发出，你怎么敢故意违抗！”立即命令将他推出去斩首，将首级悬挂在辕门外，于是军心为之震慑。

司马懿命令南寨的人马暂时后退二十里，让城内的军民出城打柴放牧。司马陈群问道：“以前太尉攻打上庸的时候，兵分八路，八天之内就赶到城下，于是生擒了孟达并取得了成功。现在我们带着四万甲兵，走了几千里路来到这里，却不让我们攻打城池，反而让我们长久地呆在泥泞之中，又放纵贼兵打柴放牧。我实在不知道太尉是什么主意？”司马懿笑着说：“你不懂得兵法吗？以前孟达粮食多而兵力少，我们粮食少而兵力多，所以不能不速战速决。出其不意地突然攻击他，才能取胜。现在辽兵多而我们兵少，贼兵饥饿而我们饱食，何必费力攻打呢？我们应当让他们自己逃走，然后趁机攻击他们。我现在放开一条路，不断绝他们的柴薪和放牧，就是为了让他们自己逃走。”陈群听后拜服。

于是司马懿派人到洛阳去催粮。魏主曹睿设朝议事，群臣都上奏说：“近日秋雨连绵，持续了一个月不停，人马都已疲劳，可以召回司马懿，暂且罢兵。”曹睿说：“司马太尉善于用兵，面临危难能够随机应变，多有良谋，捉拿公孙渊指日可待。你们何必担忧呢？”于是不听群臣的劝告，派人将粮食运送到司马懿的军前。司马懿在寨中又过了几天，雨停天晴。这天夜里，司马懿走出帐外，仰观天文，忽然看见一颗星星，其大如斗，流光数丈，从首山的东北方坠落到襄平的东南方。各营将士无不惊骇。司马懿看见后大喜，对众将说：“五天之后，星星坠落的地方必将斩杀公孙渊。明天可以合力攻城。”

众将得令后，第二天清晨就引兵四面合围，筑土山、掘地道、立炮架、装云梯，日夜不停地攻打。箭像急雨一样射入城中。公孙渊在城中粮食耗尽，开始宰杀牛马来充饥。人人怨恨，都没有了守城的决心，想要斩杀公孙渊的首级，献城归降。公孙渊听到这个消息后非常惊恐忧虑，慌忙命令相国王建、御史大夫柳甫前往魏寨请求投降。两人从城上系下绳子来到魏寨告诉司马懿说：“请太尉后退二十里，我们君臣自会来投降。”司马懿大怒说：“公孙渊为什么不自己来？这太无理了！”他叱令武士将两人推出去斩首，将首级交给他们的随从带回。随从回报给公孙渊后，公孙渊大惊失色，又派侍中卫演来到魏营求和。司马懿升帐接待他，并让众将立在两边。卫演跪着膝行前进到帐下报告说：“希望太尉息怒。我们会在约定的日期内先送世子公孙修来当人质，然后君臣会自缚前来投降。”

司马懿说：“军事大要有五：能战当战，不能战当守，不能守当走，不能走当降，不能降当死！何必送儿子为人质呢？”他大声呵斥卫演回报公孙渊。卫演吓得抱头鼠窜而去，回报给公孙渊。公孙渊大惊，于是与儿子公孙修密议妥当，选下一千人马。当夜二更时分，他们开了南门，往东南方向逃走。公孙渊见无人阻拦，心中暗喜。然而行不到十里，忽然听到山上一声炮响，鼓角齐鸣，一支军队拦住去路，中央正是司马懿，左有司马师，右有司马昭。二人大叫道：“反贼休走！”公孙渊大惊，急忙拨马寻找逃路。但胡遵的兵马早已杀到，左有夏侯霸、夏侯威，右有张虎、乐綝，四面围得铁桶相似。公孙渊父子只得下马投降。司马懿在马上对众将说：“我前夜丙寅日，看见大星落在这里，今夜壬申日应验了。”众将纷纷称贺说：“太尉真是神机妙算啊！”司马懿下令斩首公孙渊父子，他们在对面接受了这一惩罚。之后，司马懿率领军队攻取襄平，在还未到达城下时，胡遵已经引兵入城。城中的人民焚香拜迎，魏兵全部入城。司马懿坐在衙上，将公孙渊的宗族以及同谋的官僚等人全部处死，共计七十多颗首级。然后出榜安民。有人告诉司马懿说：“贾范、伦直曾苦劝公孙渊不要反叛，但都被公孙渊所杀。”司马懿于是封赏了他们的墓地并优待他们的子孙。接着，他将库内的财物赏赐给全军士兵，然后班师回洛阳。

在魏国