消息传到辽东，公孙渊心中大惊失色。他明白司马懿的厉害，赶忙召集麾下将领商议对策。最终，他派将军卑衍、杨祚率领数万步骑，屯兵于辽隧。为了抵御曹军的进攻，他们在辽隧周围挖掘了长达二十多里的围堑，构筑起坚固的防线。
六月，司马懿的大军抵达辽东。看着公孙渊布置的防线，司马懿眼中闪过一丝坚毅。他并没有立刻发动正面进攻，而是派将军胡遵等人前去挑战卑衍。胡遵作战勇猛，率领士兵如猛虎下山般冲向敌军。卑衍仓促应战，被胡遵打得节节败退。
首战告捷后，司马懿并没有乘胜追击，而是做出了一个令人意想不到的举动。他命令大军绕开辽隧的防线，佯装向东南方向进军，就在敌军被迷惑之时，突然转向东北，以迅雷不及掩耳之势直逼襄平。卑衍等人得知消息后，大惊失色，他们担心襄平守备空虚，一旦被曹军攻破，后果不堪设想，于是连夜率军回援。
司马懿早料到他们会有此举动，在首山设下埋伏。当卑衍等人赶到首山时，曹军突然杀出，喊杀声震天。公孙渊的军队本就疲惫不堪，又遭遇突袭，顿时阵脚大乱。司马懿指挥大军奋勇杀敌，再次大破卑衍的军队。这一战，公孙渊的军队损失惨重，士气低落。
曹军乘胜追击，一直追到襄平城下。司马懿下令在襄平城外挖掘围堑，将襄平城围得水泄不通。然而，天公不作美，此时正值雨季，连续三十多天的暴雨倾盆而下。辽水暴涨，原本运输物资的船只顺着水流，直接抵达了襄平城下，为曹军提供了充足的补给。
而襄平城内的公孙渊，日子却越来越不好过。随着曹军的围困，城中的粮食逐渐耗尽，百姓们陷入了饥荒，甚至出现了人吃人的惨状，饿死、病死的人不计其数。将军杨祚等人见大势已去，为了保命，纷纷出城向曹军投降。
八月丙寅夜，天空中突然出现了一道奇异的景象。一颗巨大的流星，拖着数十丈长的尾巴，从首山东北方向划过，坠落在襄平城东南。这一异常天象，让城中的百姓惊恐万分，他们都觉得这是不祥之兆，预示着辽东即将灭亡。
公孙渊看着城中的惨状，心中焦虑万分，但他仍心存侥幸，试图坚守城池。然而，命运似乎不再眷顾他。壬午日，襄平城内的公孙渊军队终于支撑不住，全线崩溃。公孙渊带着儿子公孙修，率领数百名骑兵，拼死突围，向东南方向逃窜。
司马懿怎会轻易放过他们，立刻派大军紧追不舍。在流星坠落的地方，曹军追上了公孙渊父子。一番激战之后，公孙渊父子被斩杀于乱军之中。曹军攻破襄平城后，展开了一场残酷的杀戮，斩杀了相国以下官员的首级数以千计。公孙渊的首级被快马送往洛阳，向魏明帝报捷。至此，辽东、带方、乐浪、玄菟等地全部被曹魏平定。
其实，早在公孙渊叛乱之前，他家就频繁出现怪异之事。家中的狗戴着头巾、穿着红色衣服爬上屋顶，做饭时竟然有小孩在甑中被蒸熟致死。襄平北市还莫名长出一块肉，这块肉长宽各有数尺，有头有眼有嘴，却没有手脚，还会自行晃动。当时的占卜者说：“有形却不成完整的形状，有身体却没有声音，这预示着这个国家即将灭亡。”从公孙度在中平六年占据辽东开始，历经公孙康、公孙恭，再到公孙渊，一共传了三代，历经五十年，最终还是走向了灭亡。
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