帖木儿兵临亦力把里城下，令人用箭将一封用汉字写的劝降书射进城内，张玉见信后随即效仿此法回信一封，内容只有四个字——誓死不降。
帖木儿见劝降不成，遂下令攻城。
而张玉督众，矢志固守，并以将军炮回击，致使帖木儿久攻不下，只好继续包围。
帖木儿攻亦力把里城二十日不得，便阴谋往流入城内的伊犁河支流中投毒，并派人在城外大喊，威胁张玉所部，声称再不投降，破城后必屠城。
为了亦力把里城内百姓与大明官兵的存亡，张玉决定以诈降之计，诱杀帖木儿。
他派壮士暗在城门上置千斤闸，又让守城士卒大哭哀嚎“城中爆发了疫病，我们就要死了”。
不久，尽撤楼橹防具，派王城中本地百姓长者代替守城官兵做使者，到帖木儿大营跪伏请降：“大王是成吉思汗的后裔，我等祖辈都是成吉思汗的臣民，一直想向大王您投降。但我们久不习兵革，见大军压境，深怕被军士杀害。敬请大王退师十里，单骑入城，我们恭迎大驾！”
帖木儿不知是计，闻言大喜。
敏敏不花向帖木儿进言，恐怕有诈，还是强攻为好。
帖木儿是个自负自傲之人，而且大军出征二十日，麾下士兵疲极，如果亦力把里城降，即可占据富饶的伊犁河谷，进而占有整个天山以北的地区。
因此，帖木儿不顾敏敏不花的劝谏，下令全军移营后退，他则高骑骏马，只带数骑护卫，径自西门入城受降。
城门大开，守城明军都齐聚在城墙上往下观瞧。
帖木儿刚进城门，众士卒高呼“帖木儿大王到”，预先的放在门拱上的铁闸轰然而落旋即砸烂了帖木儿的马头，知是中计的帖木儿换马急返，方得幸免一死，但却因年老坠马而摔断右腿与右臂，回到大营后因失血过多而昏迷。
一时间，帖木儿军停下了攻势。
双方相持之间，张玉又募壮士，出奇兵，骚扰袭击帖木儿所部，大破帖木儿军。
张玉又与李远合兵，乘胜追击，收复伊犁河谷沿岸诸城镇，兵威大振。
亦力把里城解围后，张玉在中军大帐设宴，犒赏将士。
而那些得以免受战火的亦力把里城百姓自此将张玉奉为“城神”。
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