秦军在首战击败西域联军后，迅速对楼兰城形成了包围之势。白起深知楼兰城地理位置重要，拿下它不仅能打击西域联军的士气，还能为后续作战提供稳固的据点。然而，楼兰城城墙高大厚实，城内粮草充足，且有西域联军残部坚守，想要轻易攻克并非易事。
白起围绕着楼兰城仔细勘察地形，发现楼兰城虽易守难攻，但城东面的地形相对平坦，且靠近一条河流，是敌军防御相对薄弱的地方。于是，他决定将主攻方向放在城东。
回到营地后，白起召集众将，开始部署攻城计划：“城东是我们的主攻方向，王贲，你率一万步兵，携带云梯、攻城锤等器械，明日一早发起佯攻，吸引敌军注意力；蒙毅，你带领八千弓弩手，在离城墙五百步外列阵，待王贲佯攻时，以强弩压制城墙上的敌军；而我，将亲率两万精锐，趁敌军全力防御城东时，从城南发起突袭。”
众将领命而去，各自准备。第二日清晨，随着白起一声令下，王贲所部率先行动。秦军扛着云梯，推着攻城锤，呐喊着冲向城东。城楼上的楼兰守军见状，立刻敲响警钟，纷纷向城东集结，准备抵御秦军的进攻。一时间，箭如雨下，石块纷飞，秦军不断有人倒下，但他们毫不退缩，依旧奋勇向前。
与此同时，蒙毅指挥弓弩手开始射击。强弩发出的利箭呼啸着飞向城墙，精准地射向楼兰守军。不少楼兰士兵被弩箭射中，惨叫着倒下，城墙上的防御出现了短暂的混乱。
然而，楼兰守军很快稳住了阵脚，他们凭借着高大的城墙和坚固的防御工事，顽强抵抗着秦军的进攻。王贲的佯攻陷入了僵局，双方陷入了激烈的对峙。
就在这时，白起率领两万精锐悄然来到城南。他们借着地形的掩护，迅速接近城墙。当距离城墙只有百步之遥时，白起一声令下：“杀！”秦军如潮水般涌向城南。
楼兰守军没想到秦军会在城南发起突袭，顿时阵脚大乱。白起身先士卒，带领秦军架起云梯，开始攀爬城墙。楼兰守军急忙分兵来援，但为时己晚。秦军士气高昂，奋勇攀爬，很快便有士兵登上了城墙。
一场激烈的城上肉搏战就此展开。秦军个个勇猛无比，以一当十，与楼兰守军展开殊死搏斗。在秦军的猛烈攻击下，楼兰守军渐渐抵挡不住，城南的防线被秦军撕开了一个缺口。
随着秦军不断涌入，楼兰城的局势变得岌岌可危。城内的楼兰首领心急如焚，一面组织军队拼死抵抗，一面再次派人向龟兹和大月氏求救。
而此时，龟兹和大月氏的援军正在赶来的路上。他们深知楼兰的危急情况，一路急行军，试图尽快赶到楼兰，解其之围。
在楼兰城内，秦军与楼兰守军的战斗进入了白热化阶段。白起在城楼上大声鼓舞着秦军士气：“大秦的儿郎们，胜利就在眼前，不要放过一个敌人！”秦军们听后，更加奋勇杀敌。
然而，楼兰守军在绝境下也爆发出了顽强的抵抗意志。他们利用城内的街巷，与秦军展开了激烈的巷战。每一条街道，每一座房屋，都成为了双方争夺的焦点。
就在双方激战正酣时，密谍司传来消息，龟兹和大月氏的援军己距离楼兰城不到三十里。白起得知后，心中一紧。他知道，如果不能尽快拿下楼兰城，一旦援军赶到，秦军将陷入腹背受敌的困境。
“传我命令，所有秦军听令，加快进攻速度，务必在敌军援军到达之前拿下楼兰城！”白起再次下达了死命令。
秦军们在白起的激励下，不顾伤亡，全力进攻。在付出了巨大的代价后，秦军终于逐渐占据了上风。楼兰守军的抵抗越来越弱，楼兰首领见大势己去，带着亲信试图突围逃跑。
但白起早有防备，在城门口设下了重重埋伏。楼兰首领刚一出城，便被秦军截住。一番激战后，楼兰首领被秦军斩杀。
随着楼兰首领的死亡，楼兰守军彻底失去了斗志，纷纷放下武器投降。就在秦军占领楼兰城的那一刻，龟兹和大月氏的援军赶到了。但此时，楼兰城己落入秦军之手，他们只能眼睁睁地看着，不敢贸然进攻。
白起站在楼兰城墙上，望着城外的敌军援军，大声喊道：“你们的楼兰己破，若识趣，便速速退去，否则，下一个灭亡的就是你们！”龟兹和大月氏的首领听后，心中又惊又怒，但他们深知此时进攻秦军并无胜算，无奈之下，只能率军退回。
秦军成功占领楼兰城，这是大秦西征的重大胜利。白起一面安抚城中百姓，稳定局势，一面派人向嬴政报捷。而大秦西征的脚步，并未因此而停下，反而更加坚定地向着征服西域的目标迈进。
