当西线滏口陉的战火如火如荼之际，东线河阳三城（北中潾三城，位于黄河北岸，与洛阳隔河相望）方向，战云以更为汹涌澎湃之势压境而来。宣武军节度使、东平王朱温，挟新平兖郓、吞并天平泰宁之赫赫兵威，拜麾下头号大将葛从周为北面行营都统，率五万精锐，号称十万，舳舻千里，旌旗蔽空，自汴州誓师北上，兵锋直指河阳。其势之盛，意在一举踏平这枚插入其西进中原腹地的钉子，打通北上之路，并与西线河东军形成东西对进、碾碎昭义的战略态势。
葛从周，字通美，朱温麾下与刘鄩、杨师厚齐名的宿将，用兵沉稳老辣，尤擅攻坚。此次出征，朱温给予了其最大的支持：五万大军中，包含三千“厅子都”重骑兵，五千“长剑军”重甲步兵，以及大量的攻城器械专家和工匠。水军“战棹都”亦随行，负责运输、掩护渡河以及切断河阳与南岸的联系。
大军抵达黄河南岸的河阴、河清一线，与北岸的河阳三城隔河对峙。时值盛夏，黄河水量丰沛，浊流滚滚，成为河阳城天然的护城河。葛从周并未急于发动进攻，而是展现出名将的耐心。他首先下令在黄河南岸修筑连绵的营垒，建立稳固的前进基地。同时，派出大量斥候，乘坐快船，日夜不停地侦察北岸地形、水文以及河阳城的布防情况。宣武军的水师战船也开始在河面上游弋，驱逐一切可能来自北岸的船只，试图彻底封锁河阳的外援通道。
“都统，河阳城防经李铁崖、王琨多年经营，异常坚固。尤其北中城（主城），墙高池深，瓮城、羊马墙、弩台一应俱全，守将赵横，乃昭义悍将，恐难轻取。”副将张存敬进言道。
葛从周凝望着对岸那座在阳光下泛着青灰色光泽的巨城，缓缓道：“赵横？确是块硬骨头。然，主公有令，河阳必克！某岂惧战？然强攻硬打，徒耗兵力，非智者所为。传令，多派细作，设法混入城中，或收买城内守军，探其虚实，乱其军心。同时，征集民夫，多造船筏，打造楼船、拍竿、云梯，某要毕其功于一役！”
河阳北中城内，昭义军东线主将、河怀诸军事赵横，早已秣马厉兵，严阵以待。他深知自己肩负的重任：如同定海神针，必须牢牢钉死在河阳，死死拖住葛从周的主力，为西线王琨主力创造战机。李铁崖给他的命令清晰而残酷：“能守一月，记大功；能守两月，封侯之赏；城在人在，城亡人亡！”
赵横性格刚毅，治军极严。接到敌情后，他立即采取了一系列措施：
坚壁清野： 将城外所有可能资敌的房屋、树木尽数焚毁，水井投毒，将百姓全部迁入城内，实行严格的粮食配给制。
加固城防： 动员全城军民，日夜不停地加固城墙，增修敌楼、马面，在城外挖掘更深的壕沟，布设拒马、铁蒺藜。
统一指挥： 将河阳三城（北中潾）守军统一编制，明确防区，自驻守最关键的北中城。军中设督战队，严惩怯战者。
储备物资： 城内粮草、箭矢、滚木擂石、火油、金汁储备充足，足以支撑数月。
肃清内奸： 实行严格的宵禁和户籍核查，对形迹可疑者立即逮捕，严防宣武细作渗透。
站在北中城高耸的城楼上，赵横望着南岸连绵无际的宣武军营寨和河面上穿梭不定的敌军战船，面色如铁。他对身旁的部将道：“葛从周兵多将广，器械精良，此乃事实。然，我河阳城坚池深，将士用命，更兼黄河天险！彼欲破城，必付出血的代价！传令三军，自本将以下，皆有守土之责！后退一步者，斩！临阵脱逃者，斩！惑乱军心者，斩！”
“誓与河阳共存亡！”城头守军发出震天的怒吼。
经过数日的精心准备，葛从周决定发动进攻。他选择了一个黎明时分，天色未明，水雾弥漫，能见度较低。
战役首先从激烈的渡河作战开始。数百艘大小船只、木筏，载着首批敢死队，在大型楼船和装备拍竿（用以击毁敌船）的战舰掩护下，如同离弦之箭，冲向黄河北岸。宣武军弓弩手在船上万箭齐发，试图压制城头守军。
河阳城头，赵横冷静指挥。待敌船进入射程，他猛地挥下令旗：“放箭！”
刹那间，城头、弩台、乃至临时架设的投石机，发出了震耳欲聋的咆哮！密集的箭矢如同飞蝗般扑向河面，巨大的石块砸向敌船，溅起冲天水柱。更有守军将点燃的火船顺流放下，冲向宣武军船队。
黄河之上，顿时陷入一片混乱。船只被火箭点燃，兵卒中箭落水，拍竿撞击的巨响、士卒的惨嚎声、落水者的呼救声交织在一起，河水被染红。宣武军虽然英勇，但在守军密集的火力打击下，损失惨重，首批渡河部队大多未能靠近岸边即被击溃。
葛从周见状，立即调整战术。他下令大型楼船不惜代价抵近射击，压制城头火力，同时派出更多小船，采取散兵线战术，多波次连续冲击。战斗从清晨持续到午后，宣武军凭借兵力优势，终于有数股部队在北岸几处滩头强行登陆成功，建立了脆弱的桥头堡。
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