降与撤退的论调占据了上风。
就在这关键时刻，刘秀挺身而出，力排众议。他向众将分析道：“如今我军兵力薄弱，若分散撤退，新军必会后追不舍，我军首尾不能相顾，最终只会被新军各个击破，全军覆没；但若我军坚守昆阳，吸引新军主力，再派人外出调集援兵，待援兵到来后内外夹击，尚有取胜的可能。‘合兵尚能取胜、分散势难保全’，还望诸位将军三思！”
刘秀的话语掷地有声，既点明了撤退的风险，又给出了可行的破局之策。部分将领被刘秀的坚定与冷静所打动，但仍有不少人对“以九千人抵挡四十二万新军”的计划心存疑虑。就在双方争论不休之际，新军的先头部队已经抵达昆阳城北，开始部署围城工事，昆阳城已被新军团团包围，撤退的道路彻底被切断。众将见已无退路，只得同意刘秀的计划，决定固守昆阳，由刘秀率领少量精锐出城调集援兵。
当晚，刘秀挑选了十三名勇猛善战的骑兵，趁着夜色的掩护，从昆阳城南门悄悄突围。新军虽已围城，但因兵力过于庞大，夜间防守存在漏洞，刘秀等人凭借着出色的骑术与对地形的熟悉，成功突破新军的封锁线，向定陵县（今河南省舞阳县北）、郾县（今河南省漯河市郾城区）方向疾驰而去，寻求援兵。
刘秀突围后，昆阳城内的汉军在王凤、王常的率领下，开始了艰苦卓绝的守城之战。新军统帅王邑、王寻自恃兵力雄厚，根本不把小小的昆阳城放在眼里，王邑甚至扬言：“百万之师，所过当灭，今屠此城，蹀血而进，前歌后舞，顾不快耶！”在他的命令下，新军对昆阳城发起了猛烈的进攻。
新军将士采用了多种攻城战术：他们挖掘地道，试图从地下攻入城内；制造高达十余丈的云车，站在云车上向城**箭，箭雨如注，城中百姓与士兵不得不顶着门板才能在街道上行走；同时，新军还出动冲车，猛烈撞击昆阳城墙，城墙多处出现破损。面对新军的疯狂进攻，昆阳汉军将士深知“破城即死”，他们凭借着城墙工事，用滚木、擂石、弓箭顽强抵抗，多次打退新军的冲锋。双方激战多日，昆阳城虽岌岌可危，却始终未被新军攻破，而新军则因久攻不下，将士们疲惫不堪，士气逐渐低落。
与此同时，刘秀在定陵县、郾县成功说服了当地的汉军将领，调集了步兵、骑兵共计一万七千精兵。他深知时间紧迫，若昆阳城被攻破，再多的援兵也无济于事，于是率领这一万七千援兵，日夜兼程赶赴昆阳。
更始元年（公元23年）六月一日，刘秀率领援兵抵达昆阳城
…。。