晋军在都山破契丹奚联兵，昼夜兼程越过白狼山，然后沿白狼水向东进发至营州柳城。以前唐军在东北几次接连丧师，此时的营州全境已全在契丹人控制之下，柳城便是这片区域的中心，此城在汉人和契丹人手里几经易手，双方都有修筑城池，已有一定的规模。
杜暹率军到达柳城，敌军闭城不出。他在都山之战中已尝试过铁炮的用处，这时用来轰击固定的城墙目标更是方便，遂下令先用炮击。四炮一轮齐发就轰塌了西墙，墙塌之后仍不消停，四门铁炮持续向城中炮击，木制建筑起火，柳城火光冲天。
如此射击了几番，铁炮就全部报销了。两门炮管在用水冷却之后被火药震裂，再用就要炸膛；另外两门炮身变形。最后只能停止炮轰，官吏记录称：火炮威力，但不堪长用，新炮用过两回便破碎废弃。
而此时柳城西城早已塌成废墟，城中多处起火，工事几乎失去了防御力。杜暹正欲调集骑兵攻进去时，柳城契丹人便举旗投降了。晋军攻打柳城的战绩便以受伤二人的代价（靠得太近不及掩耳被火炮震聋），击毙击伤数百俘虏万余敌兵而结束。
攻下柳城之后的事儿，《新晋书》只有寥寥几笔记录：暹将兵入城，疑胡兵诈降，尽杀之；军中粮草无多，调兵掠粮。
青史轻描淡写的一行字，实际上并不是那么轻松，却充满了血泪。“疑胡兵诈降，尽杀之”，当时杜暹与幕僚商议，考虑到了几个原因，其中包括杀掉壮丁减少契丹人口等因素，便下令将在都山投降的和柳城俘兵一起驱赶进瓮城之中，人数有两万多人，挤在里面几无立足之地，拥挤不堪。然后下令关闭各门，往里面泼石油，以火烧之。
从地里挖出来的黑油烧起来黑烟滚滚臭气熏天，瓮城中人口密集，烧死者少、熏死熏晕者多。俘虏之前已被解甲，身无防护，城楼上的晋兵又以弓弩乱射，屠杀持续了整整半日，翁城中尸体堆积如山，形如修罗场。众军又在城外挖巨坑，用牛车马车将尸体和受伤没死的一起运出去以土埋掉，一天功夫契丹族青壮便减少两万多。
李失活部不敢复取营州，已经丢下这边的部族撤往松漠都护府去了。杜暹军队为了补充粮草“就食于敌”，便派骑兵攻掠燕郡、汝罗等地，凡有抵抗便行“坚壁清野”之事，燕郡汝罗两地的契丹部落数万帐被铁骑冲杀屠戮殆尽，牛羊马匹各种物资尽被抢夺，杜暹各军大发横财。各地农户也是差不多的遭遇，或逃或死人口减少很多。到了七月间，营州各地几乎没有了成组织的势力，乡里剩下的也只是一些散户，大部分逃到了交通更不便的地方。
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