由于这一次是全力防守，山西城守军的实力不容小视，主力部队是刘仁义嫡系黑旗军的12营约5000余人，其中老营2000多人。同时，原本驻扎在山西的越南官军就多达7000人、北圻统制黄佐炎此时手中还剩下2000越军。但除了与刘仁义私交甚厚的黄佐炎部尚可以依靠执行维护后路粮道之类的辅助任务外，山西城内的7000越南官军是决计指望不上的。原因很简单，越南朝廷下令停止与法军为敌，同时驱逐黑旗军的诏令业已通示北圻各镇，这7000越军在法军来攻的时候如能保持中立、不与法军内外夹攻委实就已经够意思的了，又怎敢对他们做额外的非分之想？此外，云贵总督岑聿瑛派出6营滇军，广西桂军6营奉赵沃命增援山西。这12营加起来将近6000人，亦穿着黑旗军的军装、打着黑旗军的旗号。这样一来，山西城可用的守军人数达到了12000多人。
考虑到山西城的实地补给能力，这些守备兵力并不算少。另外，岑聿瑛还暗中接济了黑旗军数批军火和粮饷，甚至包括40多门云南自产的工匠字迹已经被铲掉的劈山炮和1门从英国商人手中购买的120毫米阿姆斯特朗前膛炮。使得黑旗军的武器装备有了明显的改善，考虑到北圻乾军恶劣的后勤补给实际情况，这样的接济并不算少。
由于河堤要塞是刘仁义的重点防御工程，要是丢了河堤要塞，山西城本身就失去了守卫的意义。因为控制了河堤的法军可以将他们的内河炮舰调上来肆无忌惮的轰击整个山西城。其恐怖密集的火力足可以让山西守军苦心经营的防御工事化为片片焦土。因此。在河堤要塞守备的部队达到7个营。分别是黑旗军右营、武烈营、七星营4个营以及桂军李应章营。其中4个营（黑旗军前营、左营、正营、副营）守卫山西东门；一个半营（黑旗军李唐营、桂军贾文贵半个营）守西门，南门交由3营滇军守卫。黄佐炎的2000越军则分散布置在了山西城南门外的乡村里。刘仁义坐镇在山西城内可以俯瞰整个战场18米高塔中指挥作战。桂军≯☆≯☆，营务处总办林苑生带着100名亲兵坐镇内城。
另外，由于有了滇军和桂军的支援，刘仁义下令先前穿这黑旗军的军装、打着黑旗军旗号作战的乾军换回正规军的军装，在山西城内升起了大乾军旗，“列队三日，以示为我军驻扎之地，犯必开仗！”也就是给尚未正式向大乾国宣战的法国人一个压力：你攻打山西。就如同与大乾帝国开战。
9083年12月11日，一张有关斩杀法国士兵人头所获悬赏标准的布告被张贴在山西城内四处，为鼓舞黑旗军越来越低靡的士气，刘仁义还是祭出了金钱这一法宝。
“三宣提督军务义良男刘（男爵刘仁义），兹将在阵斩获匪党首级每一颗赏银分别开列于后：在阵斩获正法匪（法国本土白人士兵）首级，每一颗赏银一百两正，有画（袖章）者每一画加赏银二十两正；在阵斩获金边及阿利加各国等匪（柬埔寨、阿尔及利亚“祖阿夫”雇佣军士兵）首级，每一颗赏银五十两正；在阵斩获嘉定鬼（交趾支那雇佣军士兵）首级，每一颗赏银四十两正；在阵斩获左民（教民）首级，每一颗赏银十两正。”
在刘仁义拼命为守住山西忙前忙后的时候。法国人也没有闲着。
尽管将丹凤战役吹嘘成了一场大胜，但波滑将军自己心里清楚是怎么回事。接连两次进攻黑旗军都无果而终。法军内部已经有了不少的“流言”，加上何罗硭的不断“中伤”，波滑认为有必要以一场“真正的胜利”来堵住何罗硭的嘴，稳固自己的地位。因此他决定再次向黑旗军发起大规模进攻，目标便是黑旗军重兵防守的山西城。
这一次波滑一改以前随意的作风，为了进攻山西顺利，波滑的准备工作不可谓不精细。他通过先前对红河河道的仔细勘探，找到了一条在12月份可以供炮舰航行的航线。这就意味着火力强大的可以在这个区间内随意出入红河，为进攻的法军提供重型火力支援。而且波滑吸取了上几次炮舰使用的教训，对手中的炮舰全部进行了改装，给每艘炮舰加装了数目不等的哈乞开斯机关炮，加强了近战火力。
在刘仁义发布悬赏标准的12月11日，在兵员、后勤都准备妥帖后，波滑率领部队开出河内，一路杀气腾腾地朝山西开来。一路为水路，远东舰队的内河炮舰和民船数十艘一路浩浩荡荡沿着红何而上；另一路为陆路，经丹凤县渡过红河直逼山西。
波滑这一次的计划是陆路佯攻，水路迂回包抄，靠的就是黑旗军和乾军方面没有的内河舰队火力。
但由于远东舰队旗舰“巴雅”号吃水太深，不论怎么减重进入红河也是痴心妄想。所以“雎鸠”号炮舰被波滑指定为临时旗舰，以便跟随整支部队行动并指挥全局。
从法军此次行动的序列不难看出波滑对这次军事行动充分而周密的准备工作，两路纵队都备有电报报务班以确保联络的通畅，随军还备有野战救护队以应付战场上出现的伤亡。由此不难看出，波滑这一次是下了很大决心的要“毕全功于一役”。
12月11日清晨，贝兰上校指挥的陆路纵队浩浩荡荡地沿着河内至山西的公路，正式开始了攻略山西的脚步；同时比硕上校的水路纵队由火轮船搭载，于当天下午3时顺利抵达红河和其支流底河的交汇口处，于下午6时全部登陆完毕，波滑本人也弃舟登岸。吩咐部队前出两三公里设置警戒线后安排宿营。等待贝兰纵队渡过底河。会攻山西。
可是人算不如天算，贝兰纵队抵达底河对岸后却遇到了不小的麻烦，到达之时已是伸手不见五指的深夜，贝兰上校为了赶快与比硕纵队会合，命令连夜赶架简易桥渡河。工兵们忙活了一整夜，总算在底河上架起一座木桥。波滑得到贝兰纵队架桥成功的报告后为了赶时间，命令比硕纵队先行向山西城缓慢推进，吩咐贝兰纵队迅速过河后以最快的速度赶上。可是始料未及的事却在这个关键时刻发生了：也许是深夜施工影响了工程的质量。当贝兰纵队的士兵们刚刚踏上这座新桥时，只听见一阵“稀里哗啦”的声音——浮桥塌了！幸好塌的部分上面刚好没人，要不然后果不堪设想。但是由于这座工兵的“豆腐渣工程”，贝兰纵队无论如何也不可能按时追上比硕纵队了。
波滑得到消息后无奈的下令比硕纵队再度停止前进等待贝兰纵队过河，他心理清楚，当天攻击山西城的计划算是泡汤了，而此时的贝兰纵队已经对简易桥的安全性以及工兵部队的施工质量丧失了信心，指挥官贝兰上校为了士兵乃至自己的性命考虑，决定采用效率慢很多但是更加安全的办法渡过底河——依靠就近搜寻到的几条木船，整个贝兰纵队开始一船一船地往底河对岸送人。一直磨蹭到了12月13日的中午。贝兰纵队才全部渡过底河。看着狼狈不堪的贝兰纵队，波滑再一次无奈地下令：进攻山西的行动再推迟一天。延至12月14日。
9083年12月14日上午9时，山西攻防战正式打响，贝兰上校指挥的法军陆路纵队在远东舰队猛烈的舰炮和哈乞开斯五管机关炮的火力掩护下先行进攻河堤要塞东部的浮沙村要塞。坐镇18米高塔的刘仁义反应并不慢，调来原防守东门的三营黑旗军老营吴凤典左营、黄守忠右营、朱冰清武炜副营发起反击，选择的反击点亦颇有水平。约2000黑旗军直直地插入了陆上法军与水路炮舰之间进行侧击。一时间，猛烈的法国内河舰队的炮火顿时没了目标，纷纷停火——怕误伤自己人。英国随军记者斯戈特如是评论：“他们（指黑旗军）的迂回机动是聪明的设计出来的，乾军就在法军及舰队之间，所以舰队不敢开炮……”
但是波滑的反应也不慢，他立刻下令陆路纵队停止进，就地转入防御，最大限度发挥法军的火力优势。在这时，远东舰队的那些炮舰的改装价值充分体现出来了。军舰桅杆上安装的桅盘里，机关炮手们如同上了发条一般卖力地摇动着哈乞开斯40毫米五管机关炮上驱动枪管旋转的手柄，五根炮管高速旋转着，密集的火力向冲来的黑旗军泼去。“如此猛烈的火力，恐怕再训练有素的士兵都无法泰然自若！”黑旗军从来没有遭遇过如此密集的火力覆盖，凶猛的反冲击在顷刻间土崩瓦解，三个最有战斗力的黑旗老营顷刻间作鸟兽散。此后发动的两次反击也无功而返。
黑旗军援兵被法军击退的同时，浮沙村内的黑旗军面对儒诺少校指挥下的阿尔及利亚土著步兵的刺刀冲锋，很快不敌，被一股脑的轰了出来（法军的刺刀战术又一次奏效）。下午五时，对于山西城至关重要的浮沙要塞失守。
听闻河堤要塞和浮沙村要塞失守，山西城内的林苑生大吃一惊，第一反应就是要把要塞夺回来。浮沙要塞争夺战中黑旗军的伤亡已经十分惨重，而刘仁义正在为反击失败与黄守忠等将大吵特吵，刘仁义将三营黑旗军救援浮沙要塞失利的原因归结于吴凤典、黄守忠和朱冰清三人的指挥不力，三人自然不能接受这种指责，黑旗军众将已然吵成一团。在林苑生眼中，此时的黑旗军已然不可用，能发动反击的只剩下桂军了。
重赏之下必有勇夫，在林苑生“先登河堤者，准保守备游击”和砍一法人首级赏金翻倍的许诺下，一支桂军敢死队被迅速组织起来。12月15日凌晨1时许，月色格外的皎洁，一天前还是黑旗军营地的法军浮沙村临时营地突然遭到了“黑尔”火箭（金陵机器局仿制）的火力急袭！随后大批乾军士兵在破坏外围障碍物后蜂拥冲入法军阵地。但随即被同样勇猛的法军外籍军团挡了出去；随即再鼓作气第二次冲入。又被这些头戴小红帽、穿着灯笼裤、腰间挎着弯匕首的北非祖阿夫兵挡了出来；不甘心就此放弃的乾军再次发起第三次攻击。但是仍然在法军密集的防御火力下功亏一篑。但乾军的这次反冲击也不是一分未得，共有40名祖阿夫兵和15名法军海军登陆队士兵被生擒活捉，这些北非人和白人被押回乾军营地后，按照乾军对待战俘的传统，一个不剩的被砍掉了脑袋。
“山西怕是守不住了！”看着溃退下来的大队桂军，刘仁义禁不住仰天长叹起来。
听到刘仁义的话，黄守忠、吴凤典和朱冰清等黑旗军将领也都面露惶然之色。
今天对他们所有人来说，都是一场不折不扣的恶梦。
今野岩夫举起了望远镜。仔细的观察着战场，看到遍布于战场各处的黑旗军和桂军士兵的尸体，禁不住发出了粗重的叹息。
他也没想到，法军的攻势会如此的凌厉，炮火又是如此的强大，尤其是机关炮，竟然能给黑旗军造成这样的惨重伤亡。
但通过仔细的观察，他也看出来了，防守浮沙村的法军遭到乾军接连三次猛攻，伤亡也肯定不小。
要不要再进攻一次呢？
他知道浮沙要塞和河堤防线对山西城来说至关重要。如果今天晚上不能够夺回浮沙要塞和河堤防线，天一亮的话。法军便会向山西城的西门发动进攻，因为西门的城墙上有一个30多米宽的缺口，因此最为难守，一旦被法军突破，山西城便不免于陷落的命运了。
该怎么办呢？
今野岩夫脑筋急转，思考着对策。
黑旗军和乾军之所以三次反冲击失败，主要是法军的机关炮火力太强，再就是法军的拼刺刀战术太过厉害，原本善于近战格斗的黑旗军和乾军根本不能相比。
法军的优势如此，那么黑旗军和乾军的优势在哪里呢？
黑旗军和乾军的优势是人数众多，而且作为防守的一方，有坚固的防御工事，以及重炮。
今野岩夫的脑中突然电光火石般的一闪！
那门120毫米阿姆斯特朗前膛大炮！
在今野岩夫看来，黑旗军最有威力的武器，便是那两门80毫米阿姆斯特朗前膛炮和这门云贵总督岑聿瑛赠送的120毫米同一个公司出产的前膛大炮了。而今浮沙要塞失守，那两门80毫米炮已经落到了法军手中（刚刚的战斗中法军并没有使用它们，应该是坏掉了），这门120毫米大炮布置在城内，没有能够参加战斗。
今野岩夫之所以想到了它，是因为当年在西南战争时的一次经历。
那一次他们遇到了萨摩军的夜袭，那些本来已经缺少弹药的凶悍武士，竟然在夜色的掩护下，以惊人的毅力将1门从日本政府军手中夺去的120毫米阿姆斯特朗前膛大炮推到了阵前，对今野岩夫所在的部队防守的阵地进行轰击，在守军给炸得一片混乱之时趁机突入，展开了白刃战！
如果不是他们的炮弹没有多少，人数又居于劣势，那一次他们很可能就成功了，今野岩夫也很可能不会站在这里了。
想到这里，他有了主意。
“法夷人数不多，我军连番攻击，他们也定然伤亡不小，估计弹药也不会有多少了。”今野岩夫向刘仁义建议道，“我们只要再来一次进攻，定能夺回河堤和村子。”
“再来一次进攻？”刘仁义猛地转头，紧盯着今野岩夫，“岩松，你觉得再进攻一次，能把村子和河堤拿下来？”
“是的。”今野岩夫点了点头，说出了自己的计划，“我们把城内那门大洋炮搬来，借着夜色推到阵前，抵近轰击，守浮沙之法军弹药已然无多，骤然被轰，定然大乱，则我军可一鼓作气冲入，夺回阵地。”
“可法军炮船还在河面上，炮火凶猛难制，适才我军反冲，便大受其害，若是见我军夜袭来轰，终不免又被打退。”黄守忠指了指河面的方向，那里可以隐约的看到法军的炮舰身影。
“先用火箭打他们，把大门大洋炮推来，先轰法军炮船。”刘仁义看着河面，握了握拳头，“把劈山炮集中起来，按岩松说的，轰击浮沙村和河堤。”
听到刘仁义对自己的作战方案做了适当的修改，今野岩夫知道，刘仁义是打算要再大打一场了。
“火箭射程太近，那大洋炮射速缓慢，恐怕打不到他们，反而给他们尽数轰毁了。”吴凤典有些丧气的说道。