先是，山东参政铁铉方督饷赴景隆军，会景隆师溃东奔，次临邑，诸城堡皆望风瓦解，铉与参军高巍酌酒同盟，收集溃亡，守济南，相与慷慨涕泣，以死自誓。及景隆奔就铉，燕王令诸将乘胜倍道而进。庚辰，至济南，景隆众尚十余万，仓猝出战，布阵未定，燕王帅精骑驰击之，景隆复大败，单骑走。於是燕兵列阵围之，铉督众悉力扞御。事闻，乃升铉为山东布政司使。召李景隆还，以左都督盛庸为大将军，右都督陈晖副之。景隆还朝，帝赦不诛。黄子澄痛哭曰：“景隆出师观望，怀二心，不亟诛，何以谢宗社，励将士！”副都御史练子宁执而数之朝，以哭请，卒不问。
燕王围济南久，令人射书城中促降。有儒生高贤宁在城中，乃作《周公辅成王论》，请罢兵，不报。燕王围济南已三月，不下，乃堰城外诸谿涧水灌城，城中人大惧。铉曰：“无恐。计且破之，不三日遁矣！”铉乃议令军中诈降，迎燕王入，约壮士悬铁板伏城上闉，王且入，则下铁板，拔桥。计定，使守陴之卒昼夜哭曰：“济南鱼矣，亡无日矣！”乃撤守具，出居民伏地请曰：“奸臣不忠，使大王冒霜露，为社稷忧。谁非高皇帝子？谁非高皇帝臣民？其降也。然东海之民，不习兵革，见大军压境，不识大王安天下、子元元之意，或谓聚而歼之。请大王退师十里，单骑入城，臣等具壶浆而迎。”燕王大喜。时王苦兵间，谓济南降，即不得金陵，可断南北，画中原自守，亟下令退军。王乘骏马徐行，张盖，率劲骑数人渡桥，直至城下，城门开，守陴者皆登城，伏堵间。燕王比入门，门中人呼千岁，铁板亟下，伤燕王马首。王惊，易马而驰。济南人挽桥，桥则坚，燕王竟从桥逸去，复合兵围济南。铉令守陴骂，燕王大怒，乃以驳击城。垂破，铉书高皇帝神牌悬城上，燕兵不敢击。铉每出不意，募壮士突击燕兵，破之。燕王愤甚，计无所出。僧道衍进曰：“师老矣！请暂还北平以图後举。”於是撤围，还北平。铉及盛庸等兵乘势追之，遂复德州，兵势大振。上即军中擢铉为兵部尚书，赞理大将军军事。封盛庸为历城侯。
九月朔，诏大将军盛庸总平燕诸军北伐，副将军吴杰进兵定州，都督徐凯等屯沧州。
宋参军说铉曰：“济南，天下之中。北兵南来，其留守者类老弱，且永平、保定虽叛，诸郡坚守者实多。郭布政辈书生，公能出奇兵，陆行抵真定，南朝诸将溃逸者稍稍收合，不数日可至北平。其间豪杰有闻义而起者，公便宜部署，号召招徕之，北平可破也。北兵回顾家室，必散归。徐、沛间素称骁勇，公檄诸守臣倡义集勇，候北兵归，合南兵征进者昼夜蹑之。公馆谷北平，休养士马，迎其至，击之。彼腹背受敌，大难旦夕平耳！”铉以“军饷尽於德州，城守五月，士卒困甚，而南将皆驽材，无足恃，莫若固守济南，牵率北兵，使江、淮有备。北兵不能越淮，归必道济，吾邀而击之，以逸待劳，全胜计也”。乃设宴天心水面亭，犒问辛苦，激发忠义。
冬十月，燕王闻盛庸兵北向，欲出兵攻沧州，恐南师为备，乃阳下令征辽东。诸将士闻之，不乐。至通州，张玉、朱能请曰：“今密迩大敌，而勤师远征，辽地寒早，士卒不堪，恐非利也。”燕王屏左右，语之故，曰：“今盛庸驻师德州，吴杰、平安守定州，徐凯、陶铭筑沧州，相犄角为吾梗。德州城壁坚，且敌众所聚，定州修筑已完，城守亦备，皆难猝下。独沧州土城，溃圯日久，天寒地冻，雨雪泥淖，筑城不易。我乘其未备，急趋攻之，必有土崩之势。今佯言往征辽东，因其懈怠，偃旗卷甲，由间道直捣城下，破之必矣。”玉与能顿首称善。徐凯谍知北兵征辽东，不为备，遣兵四出伐木，昼夜筑城。燕师至天津，过直沽，王语诸将曰：“彼所备者惟青县、长芦，今砖垛、灶儿等坡无水，彼不为备，由此可迳至沧州城下。”乃下令军士循河而南。军士疑曰：“征东，何南也？”王曰：“夜有白气二道，自东北指西南，占曰‘利南’。乃自直沽一昼夜疾行三百里，遇侦骑，尽杀之。比晓，至沧州，凯犹不知，督众运土筑城如故。兵至城下，乃觉，亟命分守城堞，众皆股栗不能甲。燕兵四面急攻之，玉帅壮士由城东北隅肉薄而登，遂拔其城。先遣兵断归路，生擒凯及都督陈暹，都指挥俞琪、赵浒、胡原等，斩首万余级，余众悉降，燕将谭渊尽坑杀之，械凯等至北平。
十二月，燕王移直沽之舟至长芦，载降获辎重，顺流而北。王自率众循河而南，盛庸出兵袭後，不克。燕王遂至临清，移屯馆陶，掠大名，焚军饷。
甲午，燕王至汶上，掠济宁。盛庸、铁铉率兵蹑其後，营於东昌。先锋将孙霖营滑口，燕将朱荣、刘江袭破霖军，都指挥唐礼被执，霖走。
乙卯，燕师至东昌，庸与铉等闻燕兵且至，宰牛宴犒将士，誓师励众，简阅精锐，背城而阵，具列火器毒弩以待。时燕军屡胜，见庸军，即鼓噪前薄，尽为火器所伤。会平安兵至，与庸军合，於是庸麾兵大战。燕王以精骑冲左掖，入中坚。庸军厚集，围燕王数重，燕王自冲击不得出。朱能、周长率番骑奋击东北角，庸等撤西南兵往御，围稍缓。能冲入，奋力死战，翼燕王出。张玉不知王已出，突入阵救之，没於阵。庸军乘胜擒斩万余人，燕兵大败，遂北奔。庸趣兵追之，复击杀者无算。是役也，燕王数危甚，诸将奉帝诏，莫敢加刃。燕王亦知之，故挺身出，辄短兵接战。王骑射尤精，追者每为所杀。至是奔北，独以一骑殿後，追者数百人，不敢迫。适高煦领指挥华聚等至，击退庸兵，获部将数人而去。燕王喜，以煦肖已，慰劳之。薛禄亦数击退南兵。燕王闻张玉败殁，乃痛哭曰：“胜负常事，不足虑。艰难之际，失此良辅，殊可悲恨！”师还，与诸将语，每及东昌事，曰：“自失张玉，吾至今寝食不安。”遂涕下不已，诸将皆泣。後举报功之典，谓侍臣曰：“论靖难功，当以张玉为第一。”追封荣国公、河间王。
三年（辛巳，一四〇一）春正月辛酉朔，东昌捷至，诏褒赏将士，召齐泰、黄子澄还朝，仍预军事。享太庙，告东昌之捷。初，燕王师出，僧道衍曰：“师行必克，但费两日耳！”及自东昌还，道衍曰：“两日，昌也，自此全胜矣！”
二月，燕王自撰文，流涕祭阵亡将士张玉等，脱所服袍焚之，以衣亡者，曰：“虽其一丝，以识余心！”将士家父兄子弟见之，皆感泣。燕王因激劝将吏，召募勇敢，以图进取。乙未，帅师南出，进诸将士，谕曰：“尔等怀忠奋勇，每战必胜，可谓难矣！比者，东昌之役，接战即退，遂弃前功。夫惧死者必死，捐生者必生。白沟河之战，南军先走，故得而杀之，所谓惧死者必死也。尔等奋不顾身，故能出万死，全一生，所谓捐生者必生也。自今无轻敌，无选，违者杀无赦！”己酉，师至保定，盛庸合诸军二十万驻德州，吴杰、平安出真定。燕王与诸将议所向，丘福等言：“定州府民新集，城池未固，攻之可拔。”王曰：“野战易，攻城难。今盛庸聚德州，吴杰、平安驻真定，相为犄角，攻城未拔，顿师城下，必合势来援。坚城在前，强敌在後，胜负未可决也。今真定相距德州二百余里，我军界其中，敌必出迎战，取其一军，余自胆破。”诸将曰：“军介两敌，使彼合势夹攻，吾腹背受敌，奈何？”王曰：“百里之外，势不相及。两军相薄，胜败在呼吸间，虽百步不能相救，况二百里哉！”明日，遂移军东出。
三月朔，师次滹沱河，遣游骑哨定州、真定，多为疑兵误之。谍报盛庸军夹河为营，平安驻师单家桥。燕兵由陈家渡过河逆之，相距四十里。辛巳，盛庸军及燕兵遇於夹河，燕王以三骑觇庸阵，庸结阵甚坚，阵旁火车、大铳、强弩齐列。王掠阵过，庸遣骑追，皆射却之，乃以步骑万余薄庸阵，攻其左掖，庸军拥盾自蔽，矢刃不能入。燕军预作长（矛赞），约六七尺，横贯铁钉於端，钉末有逆钩，令勇士直前掷之，直贯其盾，亟不得出，动则牵连。乘隙急攻之，庸军弃盾走。燕兵蹂阵而入，南军奔溃。燕将谭渊从军中望见尘起，遽出兵逆击之。庄得帅众死战，渊与其部下指挥董中峰皆为得军所杀。朱能、张辅率众并进，王自以劲骑绕出南军背，贯阵前，出与能军合。庸军火器不及发，遂却。都指挥庄得陷阵没，骁将楚智被执，不屈，死之。张皂旗亦战死。张皂旗者，常以皂旗先登，燕军畏之，呼“皂旗张”，及死，犹执皂旗不仆。是日战酣，迫暮，皆敛兵入营。燕王以十余骑迫庸营，野宿。天明，见四面皆庸兵，左右请亟去，燕王曰：“毋恐。”日出，乃引马鸣角，穿敌营，从容去。诸将相顾，莫敢发一矢。燕王既还营，复严阵约战，谓诸将曰：“昨日谭渊逆击太早，故不能成功。彼虽少挫，尚锐，必欲绝其生路，安得不致死我也。今日尔等严阵战，我以精骑往来阵间，敌有可乘之隙，即入击之。两阵相当，将勇者胜，此光武之所以破王寻也。”“)