突向凤凰城。异族联军的顽强防御和反突击打破了北疆军的企图，并迟滞了北疆军的进攻。至十月十四日前，该部异族联军退到塔纳利斯河东岸，在凤凰城外层防御围廓，阻止了北疆军前进。在凤凰城的西南方向，北疆军第二十一集团军也实施了突击，但遭到异族联军的顽强抵抗，被迫暂时转入防御，至十月十五日前，也被阻止于外层防御围廓南部地区。为便于指挥，凤凰城兵团分成凤凰城和东南两个兵团。
十月十六日起，北疆军再次发起进攻，从西面和西南面同时实施向心突击，力图攻占凤凰城，并出动几千架大型投石机和重型弩炮对城市进行了密集的轰炸。北疆军一部分兵力在凤凰城以北逼近阿拉希河畔，企图从北面沿阿拉希河实施突击夺取该城。撤到西北方向上的异族联军部队由北向南实施了反突击，将该部分北疆军阻止于西北郊区。异族联军统帅部又从其战略预备队调集两个十万人队，会同凤凰城地域异族联军的一部分兵力再次对进到阿拉希河畔之北疆军实施了一连串的突击，这就迫使北疆军第二十四集团军的大部兵力调向北面，大大削弱了其对凤凰城的突击力，在十月二十一日前该部北疆军被阻击在内层围廓之外。在凤凰城南面的接近地，北疆军第二十一集团军与异族联军进行了激战，北疆军突破了防御，对异族联军鄂伦族、格萨哈族兵团后方构成了威胁。这两个兵团奉命撤至内层防御围廓。这里的激战一直持续到十月二十日。至此，北疆军总指挥部以第二十四集团军和第二十一集团军同时出击，从行进间夺取凤凰城的计划破产了。
当北疆军从西面和西南面逼临城区时，固守凤凰城的异族联军鄂伦族、格萨哈族兵团与北疆军展开了激烈的战斗。十月二十一日至二十二日凌晨，北疆军向城市中心的格萨哈族兵团各部反复发动冲击，格萨哈族兵团与鄂伦族兵团的联系被切断。十月二十二日上午，北疆军又发动了第二次强攻，开始了争夺烈马村的战斗和巷战。十月二十二日中午，凤凰城兵团改称塔纳利斯河兵团，东南兵团改称凤凰城兵团。十月二十二日午后，北疆军第三次企图攻占凤凰城，向阿格拉街、阿蒂迈街和阿克巴街实施了突击。北疆军攻占了阿格拉街并在五里宽的地段上抵近阿拉希河畔。异族联军格萨哈族兵团的处境极端复杂起来。固守每条街、每幢房屋、每寸土地的战斗展开了。此时塔纳利斯河兵团为了援助凤凰城保卫者，在该城以北实施了连续反突击，鄂伦族兵团由南向北疆军进攻部队的翼侧实施了反突击。塔纳利斯河兵团和鄂伦族兵团的反突击减轻了格萨哈族兵团所受的压力。十月二十三日，当异族联军已充分做好反攻准备时，北疆军虽已突入城中八个区中的七个区，但最后一次强攻，仍未能占领整个城市。通过凤凰城接近地和市区的激战，北疆军的进攻力已消耗殆尽。
异族联军统帅部在防御战役过程中就制定了凤凰城反攻计划。战役由西南兵团、凤凰城兵团和塔纳利斯河兵团共同实施。粉碎凤凰城地区之北疆军的战略性进攻计划由三个阶段组成：合围北疆军第二十一、第二十四集团军；发展进攻和粉碎北疆军第二十三集团军和第十四集团军解救被围北疆军的企图；歼灭被围北疆军。
十月二十四日黎明，经过猛烈的炮火准备后，西南兵团和塔纳利斯河兵团发起了进攻，揭开了反攻的序幕。清晨，凤凰城兵团开始进攻。经过两个时辰战斗，异族联军各兵团都突破了北疆军防御，骑兵和炮兵得到了向战役纵深发展进攻的机会。傍晚，西南兵团第四伍万骑队和凤凰城兵团第二伍万骑队在米希克牧场会合，封闭了在塔纳利斯河和阿拉希河中间地区对北疆军第二十四集团军及第二十一集团军一部共三十三万人的合围圈。继而西南兵团和凤凰城兵团一边逐步压缩包围圈，同时建立了合围的对外正面工事，以保障顺利地肃清被围之敌。
北疆军总指挥部为了给被围北疆军解围，建立了“塔纳利斯河”集团军群。该集团军群司令原打算在德巴冈和九蛇湖建立两个突击集团以解救被围北疆军。但预感到北疆军在凤凰城附近要灭亡的夏侯一贯，催促司令不等部队全部集中完毕就发起进攻，于是九蛇湖北疆军集团沿通往凤凰城的官道于十月二十六日向异族联军发起进攻，但进展缓慢，随后被迫转入防御。二十七日，异族联军对北疆军九蛇湖集团发起坚决进攻并粉碎了该集团。二十六日午夜，西南兵团和配属部队发起了进攻，粉碎了塔纳利斯河中游地域的北疆军并进到北疆军德巴冈集团的后方。北疆军总指挥部为制止西南兵团的迅猛突破，被迫耗尽了用于进攻凤凰城的预备队。这一进攻迫使北疆军总指挥部最后放弃了解救被包围于凤凰城的北疆军的企图。
十月二十八日，压缩在包围圈中的北疆军态势急剧恶化，已经没有任何解决的希望。为了停止无谓伤亡，异族联军统帅部命令塔纳利斯河兵团指挥官向北疆军第二十四集团军发出最后通牒，要北疆军根据惯例条件投降，但遭到北疆军拒绝。二十九日上午，塔纳利斯河兵团开始了旨在分割并各个消灭被围北疆军的进攻，北疆军被分割成两部分。二十九日下午，北疆军南线部队被消灭，以第二十四集团军司令