刘虞在北部名士齐周的指导下，率领大军到达良乡，然后分兵为两部，一部绕路直下方城，另一路驻扎在良乡与公孙瓒相互对峙。
191年1月，刘虞的另外四万大军到达方城，刘虞开始从两路对公孙瓒进行夹击，准备将公孙瓒困死在涿县。
双方在涿县进行数场大战，公孙瓒人少兵寡，虽然杀灭了刘虞近万人，可惜还是被围困涿郡。
191年2月，幽州战事忽然发生翻天覆地的变化。公孙瓒之子公孙续率领留守北平的1000白马义从和3000的步卒队伍，忽然出现在蓟城北面，离蓟城不过30里。此时蓟城空虚，城内可战之兵不过1000，即便有民夫助守也来不及了。
2月8日，公孙续部队强攻蓟城3日之后，夺取蓟城，刘虞的大后方落入公孙瓒之手。随即公孙续又率军驱赶蓟城2万多人平民南下，高筑土墙，依山而守，截断刘虞北退的路线。
直至2月10日，身在良乡的刘虞才得到这个消息。遭此大厄，刘虞一时间慌了神，慌忙召集部将准备打回蓟城。
想到涿县还有公孙瓒的4000白马义从，害怕刘虞退兵之时公孙瓒率兵掩杀，使大军溃败，田畴极力劝解刘虞猛攻涿郡，夺取涿郡俘虏公孙瓒，则蓟城不攻自得。
刘虞这次并未听从田畴劝解，而是执意率军北上夺取蓟城，言“蓟城一失，军心尽丧，若不能及时夺回，恐生兵变，十年之功，一朝尽毁。”
涿郡公孙瓒见刘虞率军北退，知道儿子拿下了蓟城，于是在刘虞回军途中，趁夜率领白马义从杀入刘虞军中，焚毁刘虞大军辎重，然后一路跟随骚扰。
不过三天时间，刘虞大军屡遭打击，终于崩溃。刘虞与一干将领逃亡时分，被公孙瓒抓住，成了俘虏。
191年3月，身在方城的刘虞大军得知刘虞兵败被俘，粮道断绝，坚守孤城不可取，于是开城向公孙瓒投降。至此，整个幽州战事完结，而本来军力弱小的公孙瓒，因为俘虏了超过60000人的刘虞军，获得蓟城丰富的物资，一时间成为拥兵近十万的强大诸侯。