曹州城休整期间，兖州方向的战报不断传来。陈璘的水师舰队多次尝试靠近兖州码头，都遭到城头炮台的猛烈阻击，清军依托泰山地形，将炮台建在半山腰的岩石上，炮位隐蔽且视野开阔，水师的蒸汽舰难以锁定目标，反而被击沉一艘运输船，伤亡数十人。
“兖州城比曹州更难啃。” 李锐看着兖州的地形地图，语气凝重。兖州城背靠泰山，东、南、西三面被黄河环绕，形成天然屏障；城墙虽不如曹州高大，却依托山势修建，城墙与山体相连，部分炮台直接开凿在岩石中，炮弹根本无法摧毁；更关键的是，清军在兖州的兵力比曹州多一万余人，其中包括五千八旗精锐和两千荷兰顾问训练的新式火器营，配备了十门荷兰造十八磅重型攻城炮，射程更远，威力更大。
五天后，复国军陆军主力抵达兖州城外，与水师舰队汇合。李锐与陈璘在水师旗舰“振海号”上召开军事会议，商议攻城策略。“兖州的炮台都建在半山腰，陆军的炮火难以覆盖，水师的蒸汽舰又因黄河水位限制，无法靠近山脚。” 陈璘皱着眉头，“咱们的线膛炮射程只有八百步，而清军的十八磅炮射程超过一千步，他们能打到咱们，咱们却打不到他们。”
“那就把炮架到山上。” 李锐指着泰山的一处低矮山峰，“那座山峰距离兖州城的西炮台不到七百步，咱们可以在山上搭建反炮阵地，用穿甲爆破弹摧毁清军的炮台。”
可攀登山峰并非易事。泰山的山体陡峭，且清军在山间设置了哨卡，一旦发现复国军的踪迹，就会用滚石和弓箭攻击。“我带工兵营和步兵第一连，连夜攀登山峰，清除哨卡，搭建炮位。” 王铁牛主动请缨。
当晚，王铁牛带着五百名士兵，背着绳索和工具，悄悄向山峰进发。山间的小路狭窄陡峭，士兵们互相搀扶着，小心翼翼地前进。走到半山腰时，突然遭到清军哨卡的袭击，滚石从山上滚落，几名士兵躲闪不及，被砸中滚下山崖。“还击！” 王铁牛下令，士兵们举起步枪，对着哨卡射击，清除了清军的守卫。
凌晨时分，部队终于抵达山顶。士兵们立刻开始搭建反炮阵地，用铁锹挖掘炮位，用沙袋加固掩体。天快亮时，四门线膛攻城炮被蒸汽马车运到山脚，然后由士兵们用绳索和木架，一步步抬上山顶。
天亮后，清军发现了山顶的反炮阵地，立刻用西炮台的十八磅炮发起攻击。炮弹呼啸着飞向山顶，炸开的岩石碎片飞溅，几名士兵当场牺牲。“校准炮位，还击！” 赵刚大喊，士兵们顶着炮火，调整炮架角度，对准西炮台发射穿甲爆破弹。
穿甲爆破弹精准命中西炮台的岩石炮位，炸开一个大洞，里面的十八磅炮被炸毁。“打得好！” 山顶的士兵们欢呼起来。可没过多久，清军的南炮台和东炮台同时开火，炮弹密集地落在山顶，反炮阵地的沙袋掩体被炸毁，一名炮手被弹片击中，双腿被炸断。
“坚持住！” 赵刚抱着受伤的炮手，眼泪直流，“继续射击，摧毁所有炮台！” 士兵们红着眼睛，继续操作火炮，对着清军的炮台发起反击。双方的炮战在山间回荡，炮弹的呼啸声、爆炸声，震得山体微微颤抖。
与此同时，后勤压力再次凸显。山顶的反炮阵地每天需要消耗大量炮弹，运输队需要沿着陡峭的山路，将炮弹一步步抬上山顶，不少士兵累倒在途中。徐州的军工工坊依旧灯火通明，工人们日夜不停地生产穿甲爆破弹，可炮弹的消耗速度，几乎与生产速度持平。赵罗再次给工人们写信，鼓励他们坚持：“兖州的炮战，是决定北伐胜负的关键。每一发炮弹，都在为华夏的未来铺路。你们多造一发炮弹，前线的弟兄们就少流一滴血。”
在后方工人们的支持下，山顶的反炮阵地持续发挥作用。三天后，清军的东、南、西三座炮台被全部摧毁，水师舰队终于得以靠近兖州码头，对兖州城的南门发起炮击。复国军的平行壕也开始挖掘，朝着兖州城的西门推进。
托尔布津阵亡后，兖州的清军守将是鳌拜的亲信，名叫穆里玛。他看着城外的复国军阵地，心里充满了焦虑。西方顾问建议他：“将军，复国军的炮火越来越强，咱们的炮台已被摧毁，不如收缩兵力，坚守城池，等待北京的援军。” 穆里玛点点头：“传我命令，放弃城外据点，所有兵力撤回城内，加固城墙防御，准备巷战！”
清军的撤退，让复国军的平行壕得以顺利推进。王小六的班在平行壕里挖掘时，发现了清军留下的大量弹药箱，里面装满了荷兰造的开花弹。“班长，这些开花弹怎么办？” 一名士兵问。王小六笑着说：“留着，待会儿用它们打清军！”
夕阳下，复国军的炮位已经逼近兖州城的西门，山顶的反炮阵地依旧在轰鸣，水师的蒸汽舰在黄河上巡逻，炮口对准城内。兖州城的天险，在复国军的炮火与坚持下，渐渐被突破。但所有人都知道，真正的攻城战，才刚刚开始。穆里玛在城内集结了三万兵力，准备与复国军展开巷战，一场更残酷的战斗，即将在兖州城内打响。