三天后，汉军成功挖了一条长渠，引水十数里至曲梁城西面洼地。
随着水位升高，半日时间，西面城墙已泰半浸泡其中。
又过了一天一夜，水位已淹至城墙半丈高处，西城墙经此浸泡有明显松垮迹象。
第三天，卢植下令手下各带三千兵马围住南、北两面，自带大军在西面城墙处等候，待时机一到便一举攻城，只留东面一路放黄巾军弃城逃亡。
各路军马到位后，卢植下令堵住了渠水，又令投石机上前。
由于长途行军，不便携带，这是全军仅有的五架投石机，故而卢植特别珍惜，不到大用之时，绝不会轻易出阵，生怕损失了，所以一开始并没有拿出来强攻城池。实际上五架投石机的威利强攻城池也是见效甚微，所以索性就没有上场，不过此刻却是它们真正的用武之时了。
随着卢植一声令下，五架投石机被缓缓推到阵前。
这是一种大型的投石机，每架投石机配备三十名士兵用来拉动转轮绳索，另外每架还配备了一百名农夫不断向投石机旁运送巨石。
张齐这是第一次见到投石机，穿越前只在影视剧中见识过，当时就对这种庞大的机器非常感兴趣，如今亲眼在战场上见到，他聚精会神，准备好一睹其威。
只见五架投石机齐齐瞄准一处城墙，随着一声令下，五颗巨石划破长空，稳稳命中了目标城墙，众将士齐声喝彩。
紧接着又是一轮轰击。
伴随着每一次巨石的冲击，整面西城墙都为之一震，不多时便出现了裂缝，随时可能崩塌，城上士兵见状尽皆畏惧而逃。
经过五架投石机轮番轰击，那处城墙最终轰然倒塌，露出一大片缺口来。大水随即灌溉而入，淹没街道，冲垮房舍无数。
待水势退去，卢植正待下令先锋兵马入城。此时，快马来报，卢植教念。
那兵士道：“报告将军，张宝在城破之时就已率众从东门逃去！”
卢植当机立断道：“传令下去，教屯骑、越骑、长水三营骑士合兵追击贼寇，其余人等，随我入城！”
传令官领命去了。
众将士随卢植进了曲梁县城，此刻城中尚有本地及裹挟而来的百姓三万余人，之前被张宝强征的六千男丁也没有随张宝逃去。
卢植传令教安抚城中百姓，严禁兵士骚扰，众人莫敢不从。
又令三军驻扎城外，休整三日，再行北上。
将约黄昏时刻，前去追击张宝的三营骑士领兵归来。
此次出击，共斩杀及俘虏黄巾贼兵八千余，随张宝逃走的不足两千人。
另外，随着张宝败走，留在斥章的两千余黄巾也弃城而逃，卢植随后派兵收复此城。
至此，曲梁一战便告一段落。
卢植命行军主簿将有功将士并其功记录在案，快马报捷京师。
由于义军张齐部曲作战英勇，先后立功，卢植当众授予张齐假司马一职，作战时可节制数支义军部曲。