朱棣接到鐵鉉的箭書之后，初時頗為高興，以為城中守將迫于形勢，害怕丟了性命，要向自己投降，急忙打開回信，沒想到這封信原來是鐵鉉抄寫的“周公輔成王論”一文。鐵鉉意欲借此文勸說朱棣要效仿輔佐侄子治理天下的周公，忠心輔佐侄子朱允炆，不要妄圖興兵作亂，鑄成大錯。
朱棣讀信之后，心中大怒，親手將鐵鉉書寫的回信撕得粉碎，下令攻城。鐵鉉和盛庸率領手下的將士拼死守城，殺傷燕軍甚眾，力保濟南城不失。朱棣憤怒欲狂，親自督戰，命令燕軍須得將濟南城攻破。怎奈燕軍折損甚眾，仍然無法破城，而南軍援兵將至，朱棣沒有法子，竟然打算掘開黃河大堤，引黃河水灌城。
細作探聽到朱棣的陰謀之后，急忙逃回城中向鐵鉉稟報此事。盛庸等將軍聽到這個消息之后，人人大驚失色，以為一旦朱棣引黃河水灌城，濟南城將化為澤國，全城軍民無一人可幸免于難。鐵鉉知道這個消息若是傳了出去，濟南城內軍心動搖，城破不可避免，是以他嚴令諸將不得走漏消息，同時為了避免朱棣引黃河水灌城，打算以詐降之計，引誘朱棣入城，再將他殺死。
鐵鉉定計之后，派盛庸在城門頂端暗置千斤閘，又讓守城軍士大哭哀嚎，讓城外的燕軍以為城中軍心動搖。燕軍看到城上守軍一片慌亂，又聽到陣陣哭嚎之聲，果然以為守軍軍心動搖，十分高興。朱棣也放棄了引黃河水灌城的毒計,只等著守城將士出城投降。
數日之后，鐵鉉派出一名死士為使者，前往城外燕軍大營跪伏請降。那名死士乃是一位能言善辨之士，進入燕軍大營之后,朱棣及其手下對他再三盤問，他神色不變，對答如流,揚言稱：“朝中有奸臣向皇帝進讒言,才使得大王您親冒危險出生入死,奮戰疆場。您是高皇帝最喜愛的兒子,我輩小民都是高皇帝的臣民,一直想向大王您投降。但是濟南城內的軍士和百姓都是一些沒有見識的小人,不習兵革,看到大王率領大軍壓境,害怕被亂軍殺死，這才拼死抵抗。如今知道大王乃是王師,濟南城豈有不降之理？肯請大王罷兵不戰，率兵入城，闔城軍民將跪迎大王，以死效命。”
燕王朱棣狡詐多計,按理來說不會輕易上當。只是他統率大軍南下,在濟南城下苦戰多時,將士損折無數,糧草日漸不足,而南軍援兵說不定什么時候就要大舉北上，是以軍心頗為不穩。若不是輔佐燕王世子朱高熾鎮守北平城的姚廣孝一再為朱棣鼓勁,只怕他早已率領燕軍退回北平了。朱棣正在進退兩難,一籌莫展之時，突然聽說濟南城可以不戰而下，心中狂喜，早將小心謹慎拋到了九霄云外。他心中暗想,占據濟南城之后，燕軍可以割斷南北，占據地利，南可攻打應天，西可奪取中原，北可退守黃河以北，自己足以立于不敗之地。只是濟南城守將雖然投降，卻也絕對不能饒了城中兵將，待到自己進城之后，須得縱兵屠城，以除后患。
到了雙方約定的入城之日，朱棣有心震懾濟南城中的軍民，騎著高頭大馬，大張黃羅傘蓋，在金甲武士的簇擁之下，得意洋洋地自濟南城西門入城。守城的將士果然跪在城上，無一人敢抬頭張望。朱棣見此情形，心中大喜，恨不能立時沖入城中，將城內的將士和百姓殺得干干凈凈，在城頭豎起燕王的大旗。
待到朱棣走出城門之時，只聽得城上的將士高呼“千歲入城”，他心中不疑有他，正自得意之時，只聽得“轟隆”一聲巨響，放在門拱上的鐵閘轟然砸下。也是朱棣命不該死,他的坐騎被巨響驚動,竟然向后退去，此時鐵閘恰好落了下來，將朱棣的坐騎腦袋砸得粉碎，朱棣雖然從馬上摔落,卻僥幸保住了性命。
此時朱棣知道自己上了大當，雖然心中驚恐，不過畢竟身經百戰，知道眼下乃是生死攸關之時，絕對不能有絲毫猶豫，立時從地上跳了起來，在一眾金甲武士的保護之下拼命逃出了濟南城。
朱棣死里逃生，心中越發惱怒，恰好姚廣孝派出的援軍攜帶大炮到了濟南城外。朱棣以重兵圍城，又用大炮轟擊城墻，眼看就要將城墻轟塌，鐵鉉將太祖朱元璋的畫像懸掛在城頭，又親自書寫了許多朱元璋的神主靈牌，分置于城墻垛口。朱棣見此情形，生怕背上不孝之名，只得下令燕軍不得以大炮轟擊城墻，濟南城因此得以保全。
朱棣雖然不敢用大炮轟擊城墻，卻又不甘心就此撤軍，于是在城外挖掘壕溝據守，想要將濟南城中的軍民困死。鐵鉉不肯坐守孤城束手待斃，招募死士出城襲擾燕軍。趁著燕軍軍心動搖之際，鐵鉉和盛庸分領奇兵出城，大敗燕軍。朱棣雖然惱怒之極，卻又無計可施。姚廣孝給朱棣寫來書信，請他撤圍濟南，先回北平駐軍，再圖后舉。
朱棣無奈之下，只得率領燕軍退回北平。經過數月大戰，不只燕軍將士對鐵鉉心生懼意，就連身經百戰的朱棣也對鐵鉉極為忌憚，再也不敢輕易攻打濟南城。其后燕軍雖然屢次南下，卻都繞過濟南城，不敢與鐵鉉統領的兵馬交鋒。
朱棣退兵之后，鐵鉉與盛庸合兵，乘勝追擊，收復德州諸郡縣，兵威大振。濟南解圍后，鐵鉉在大明湖設宴，犒賞將士。建文帝派來使者賜金慰勞濟南守軍，又擢升鐵鉉為山東布政使，加兵部尚書銜，贊理軍事，協助盛庸準備北伐燕軍。得以免受戰火的濟南百姓稱鐵鉉為“城神”，對他極為敬服。
只是后來朱棣用了姚廣孝的計謀，帶領兵馬繞過濟南城，直取應天，最終攻破京城。朱棣奪取帝位之后，回兵北上復攻濟南，并在河北一帶大肆屠殺百姓。到達濟南，鐵鉉死守不肯投降，但終因寡不敵眾，城池被攻破。朱棣又設伏兵計擒鐵鉉，鐵鉉終于在淮南被俘，被押送到京師，寧死不屈，朱棣狂怒之下，不只將鐵鉉殘殺，又要抄沒鐵家，將鐵鉉的妻女投入教坊司凌辱。
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