第一次伯力之戰後，忽必烈砍了一眾敗將的頭，又重新派了一名達魯花赤來，並給了他征調方圓一千裡士兵的權利。隻不過鮮卑利亞這個苦寒之地並非蒙軍的戰略方向，各個生女真部族也是人相稀少，故經過半年時間的準備，新來的達魯花赤也隻拚湊出了四千人軍隊，其中蒙古騎兵一千五百人，各部族仆從軍二千人，贖罪軍五百人。所謂贖罪軍，乃是忽必烈的開平政權流放在此的罪犯組成的軍隊，主要是追隨阿裡不哥的蒙古貴族，此外還有觸犯了蒙古法律的契丹人、金人、漢人、色目人、高麗人。至於糧草輜重的運輸，則由五千生女真壯丁負責。為了防止他們逃跑，蒙古人將他們的妻兒老小都關了起來。
蒙古人吸取上一次失敗的教訓，將進攻時間選在了隆冬時節。雖然氣溫天寒地凍，但對於長年生活在苦寒高原蒙古人來說，並不是太大的問題。對生女真人來說，在冰天雪地活動本就是他們最基本的技能。為了對付嚴寒，達魯花赤還征調了大量的獸皮，不僅將手下的士兵裹得嚴嚴實實，還派發給了隨行的生女真民夫。當蒙古軍隊到達伯力堡時，近萬人被凍傷的不過幾十人，實在是奇跡。話說能將戰爭準備工作做得如此周密，既表明蒙古人對此戰的重視，也體現新來的達魯花赤絕非等閒之輩。
北方公司當然知道蒙軍慘敗之後，必然不會善罷甘休，故在第一次伯力之戰後繼續加固堡壘。主要是拓寬堡壘前的壕溝，加高木柵欄，在堡壘前形成了三層壕溝和三層柵欄。這些壕溝寬四米高三米，為了防止冬季結冰，這些壕溝並沒有灌水，而是在底部埋設了密密麻麻的尖木樁。這些尖樁雖然結構簡單，殺傷力卻不小，剛建好時便有野豬慌不擇路掉入其中，身體被刺穿幾個大窟窿。木柵欄由腰部粗細的整根圓木構成，埋深一米有餘，露出地麵的部分高達三米。柵欄頂部也被削尖，為了防止腐爛還用火燒燎過圓木表麵。
在蒙軍到來之前，伯力守軍又燒了開水澆在堡壘牆上，讓牆體變成了滑溜溜的冰麵，根本無法攀爬，木柵欄也是如法炮製。此時圍繞堡壘的江麵已經封凍，冰層厚度甚至達到一米以上。守軍又緊急組織人，用錘砸用火燒用火藥炸，在靠近堡壘的江麵砸出不少冰窟窿，製造了數十個吞人的陷阱，還順便捕撈了大量的鮮魚。那些冰窟窿雖然很快又重新封凍起來，但冰層已是十分脆弱，根本承受不住人馬的踩踏。一場飛雪之後，整個大地又變得銀裝素裹，冰麵上也變得了一片整潔，殊不知卻暗藏著殺機。
蒙軍的試探性進攻便中了計。打頭陣的是贖罪軍的士兵，他們滑著雪撬在光亮的冰麵前進，既快速又絲滑，眼看就要接近堡壘，卻不料接而連三掉入冰窟窿。後方的蒙軍士兵眼見如此，有的急急上前救援，試圖將同伴拖出冰窟窿，更多的則是轉身便逃，因為堡牆上的大炮開火了。重炮轟擊之下，彈著點的冰麵雖然沒有被擊破，卻也出現了大量裂縫，並拉扯著附近的冰層喀喀作響。冰麵碎裂的聲音比火炮巨響更讓蒙軍士兵膽寒，炮彈擊中自己的概率很低，即便擊中也很會當即死去，一了百了。而冰麵一旦破碎解體，在這隆冬時節落入水中，很快便會被凍死。即便能被救起大概率也會凍壞四肢，在這惡劣生存環境之中，失去了手腳便意味著淒慘生活的開始，最終下場便是凍餓而死。
眼見從江麵進攻不行，蒙軍隻得遠遠繞過了江麵，在堡壘正前方的陸地上紮下營地。這個方向也是堡壘城牆最厚實，防禦最堅固的部分，守軍為數不多地雷，大多埋設在這麵牆下。除此之外，守軍還在木柵欄與堡壘牆體之間的空地上，撒下了許多鐵蒺藜。這些暗藏的大殺器被一層薄雪覆蓋，即便在平時也難以被辨彆出來，更何況在紛亂急迫的戰事之中。實際上鐵蒺藜很難殺死敵人，隻會讓敵人受傷失去行動能力。這些傷兵被救回去之後，將會為蒙軍的後勤造成巨大的壓力，畢竟傷兵不僅需要人看護照料，消耗的資源也更多。如果不救吧，任由他們躺在戰場之上長久地哀嚎，將會極大地打擊士氣。
蒙軍當然不知道守軍的這些手段，或者說即便知道也會進攻，畢竟他們人數占據著絕對的優勢。在達魯花赤看來，眼下手握天時地利人和，自己絕不會像愚蠢的前任一樣遭到失敗。從天時來說，蒙古人和生女真士兵比來自溫暖地帶的北方公司人員更耐嚴寒的天氣。從地利來說，眼下道路被凍得鐵硬，反而有利於馬匹和運糧大車前進，即便部分路段有積雪，清掃了之後也不影響運輸。反觀由於河麵封凍，大大影響了霹靂軍的機動性，守軍隻能龜縮在堡壘中死守，既等不到援軍也無法逃跑。從人和方麵來看，此次參戰的女真部族來自更南方，並未從北方貿易中受益，反倒與蒙古人聯係更緊密。達魯花赤又承諾，獲勝之後除了加官進爵之外，戰利品將全部分給參戰的生女真各部。為了讓贖罪軍士兵賣命，他除了承諾豁免參戰人員的罪行之外，如果戰死，其家屬也將得到良好的照料。
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