岐、汴梁两军主力大战于虢县之北。李茂贞敌不过朱温，凤翔军阵亡就一万多人，被迫败回凤翔防守。朱温随即令部将孔勍率部道南下，出大散关，越过秦岭，一举攻克凤州，控制了凤翔以南的通道。如此，既堵住了王建北上的通道，又可防止宦官挟持昭宗南下之路。
六月十三日，朱温统率大军进至凤翔城下，朝服向城上泣拜道：“臣只是迎驾还宫，不愿与岐王角胜。”于是分设五寨，围攻凤翔。李茂贞出兵拒击，屡战屡败。此时，李茂贞麾下的各支人马中，本部凤翔军集中在凤翔城。山南军正遭到王建的进攻，同时大散关及凤、成、陇三州已被汴军攻陷，回援的道路也不通。只剩下保大军还算完好，可以调回来助战。
李茂贞的堂弟保大节度使李茂勋，接到李茂贞的命令后，立刻率军离开鄜州，来救凤翔。朱温闻讯，调康怀贞部东进迎击，与李茂勋部大战。李茂勋不是康、孔二将对手，大败而回。朱温同时派遣部将孔勍、李晖，乘虚袭取了鄜州，李茂勋进退无路，只好投降了朱温，改名周彝。
由于朱温兵力被抽走了一些，汴州军对凤翔的包围出现了破绽。李茂贞抓住机会，派出一支精兵，乘夜偷越汴军的封锁，竟一举袭破了汴军后方据点奉天。并俘虏了两员汴州将领章、邵棠，得胜而归！久违的胜利，让李茂贞头脑发热，他要效法官渡的曹操，趁热打铁。八月二十二日，李茂贞再次率军倾城而出，对朱温大营发起正面强攻。
两军打得难分难解，待战至黄昏，终于分出了胜负，凤翔军再次大败。在撤退的时候，朱温挥军追击，差一点儿就攻冲进了凤翔西门。经此一战，李茂贞心有余悸，不敢再轻易出击。但没有外援，闭城不出肯定不是好办法。凤翔军就已经被朱温分割成几块，失去统一的指挥协调，只能各自为战，自然是越来越困难。
此时，王建的西川兵请求借道兴元，李茂贞的义子、山南西道节度使李继密自然不肯，连忙派遣军队戍守三泉。西川王建的前锋大将王宗播当即挥军攻打，却屡攻不克，只得退保山寨。他的亲吏柳修业对王宗播说道：“公举族归人，不去死战，何以自保？”王宗播大悟，即对部下说道：“我和你们决一死战，胜了就可以取得功名；不然，我们一起死在此地！”于是军心大振，连破金牛、黑水、西县、褒城四寨。
王宗播攻破马盘寨，李继密大败，奔回汉中。西川军乘胜追到城下，王宗涤率先登上城头。李继密无奈之下，只得投降，被迁往成都。得兵三万，骑五千，王宗涤屯兵汉中。王建说道：“李继密残贼三辅，本来该死。但是他主动投降，我不忍杀他。”复其姓名叫王万弘，不时召见诸将侮辱他。王万弘不胜忧愤，醉投池水而死，至此李茂贞的山南军灰飞烟灭。
王建袭据山南州镇之后，李茂贞穷蹙失援，镇日里坐守孤城，愁眉不展。汴州军骂城上的人为劫天子之贼，城上的人骂汴州军为夺天子之贼，彼此一攻一守。朱温把凤翔围了三个月，屡次击破出击的凤翔军，但依然难以