由於這一次是全力防守，山西城守軍的實力不容小視，主力部隊是劉仁義嫡系黑旗軍的12營約5000餘人，其中老營2000多人。同時，原本駐紮在山西的越南官軍就多達7000人、北圻統制黃佐炎此時手中還剩下2000越軍。但除了與劉仁義私交甚厚的黃佐炎部尚可以依靠執行維護後路糧道之類的輔助任務外，山西城內的7000越南官軍是決計指望不上的。原因很簡單，越南朝廷下令停止與法軍爲敵，同時驅逐黑旗軍的詔令業已通示北圻各鎮，這7000越軍在法軍來攻的時候如能保持中立、不與法軍內外夾攻委實就已經夠意思的了，又怎敢對他們做額外的非分之想？此外，雲貴總督岑聿瑛派出6營滇軍，廣西桂軍6營奉趙沃命增援山西。這12營加起來將近6000人，亦穿着黑旗軍的軍裝、打着黑旗軍的旗號。這樣一來，山西城可用的守軍人數達到了12000多人。
考慮到山西城的實地補給能力，這些守備兵力並不算少。另外，岑聿瑛還暗中接濟了黑旗軍數批軍火和糧餉，甚至包括40多門雲南自產的工匠字跡已經被剷掉的劈山炮和1門從英國商人手中購買的120毫米阿姆斯特朗前膛炮。使得黑旗軍的武器裝備有了明顯的改善，考慮到北圻乾軍惡劣的後勤補給實際情況，這樣的接濟並不算少。
由於河堤要塞是劉仁義的重點防禦工程，要是丟了河堤要塞，山西城本身就失去了守衛的意義。因爲控制了河堤的法軍可以將他們的內河炮艦調上來肆無忌憚的轟擊整個山西城。其恐怖密集的火力足可以讓山西守軍苦心經營的防禦工事化爲片片焦土。因此。在河堤要塞守備的部隊達到7個營。分別是黑旗軍右營、武烈營、七星營4個營以及桂軍李應章營。其中4個營（黑旗軍前營、左營、正營、副營）守衛山西東門；一個半營（黑旗軍李唐營、桂軍賈文貴半個營）守西門，南門交由3營滇軍守衛。黃佐炎的2000越軍則分散佈置在了山西城南門外的鄉村裡。劉仁義坐鎮在山西城內可以俯瞰整個戰場18米高塔中指揮作戰。桂軍≯☆≯☆，營務處總辦林苑生帶着100名親兵坐鎮內城。
另外，由於有了滇軍和桂軍的支援，劉仁義下令先前穿這黑旗軍的軍裝、打着黑旗軍旗號作戰的乾軍換回正規軍的軍裝，在山西城內升起了大乾軍旗，“列隊三日，以示爲我軍駐紮之地，犯必開仗！”也就是給尚未正式向大乾國宣戰的法國人一個壓力：你攻打山西。就如同與大乾帝國開戰。
9083年12月11日，一張有關斬殺法國士兵人頭所獲懸賞標準的佈告被張貼在山西城內四處，爲鼓舞黑旗軍越來越低靡的士氣，劉仁義還是祭出了金錢這一法寶。
“三宣提督軍務義良男劉（男爵劉仁義），茲將在陣斬獲匪黨首級每一顆賞銀分別開列於後：在陣斬獲正法匪（法國本土白人士兵）首級，每一顆賞銀一百兩正，有畫（袖章）者每一畫加賞銀二十兩正；在陣斬獲金邊及阿利加各國等匪（柬埔寨、阿爾及利亞“祖阿夫”僱傭軍士兵）首級，每一顆賞銀五十兩正；在陣斬獲嘉定鬼（交趾支那僱傭軍士兵）首級，每一顆賞銀四十兩正；在陣斬獲左民（教民）首級，每一顆賞銀十兩正。”
在劉仁義拼命爲守住山西忙前忙後的時候。法國人也沒有閒着。
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儘管將丹鳳戰役吹噓成了一場大勝，但波滑將軍自己心裡清楚是怎麼回事。接連兩次進攻黑旗軍都無果而終。法軍內部已經有了不少的“流言”，加上何羅硭的不斷“中傷”，波滑認爲有必要以一場“真正的勝利”來堵住何羅硭的嘴，穩固自己的地位。因此他決定再次向黑旗軍發起大規模進攻，目標便是黑旗軍重兵防守的山西城。
這一次波滑一改以前隨意的作風，爲了進攻山西順利，波滑的準備工作不可謂不精細。他通過先前對紅河河道的仔細勘探，找到了一條在12月份可以供炮艦航行的航線。這就意味着火力強大的可以在這個區間內隨意出入紅河，爲進攻的法軍提供重型火力支援。而且波滑吸取了上幾次炮艦使用的教訓，對手中的炮艦全部進行了改裝，給每艘炮艦加裝了數目不等的哈乞開斯機關炮，加強了近戰火力。
在劉仁義發佈懸賞標準的12月11日，在兵員、後勤都準備妥帖後，波滑率領部隊開出河內，一路殺氣騰騰地朝山西開來。一路爲水路，遠東艦隊的內河炮艦和民船數十艘一路浩浩蕩蕩沿着紅何而上；另一路爲陸路，經丹鳳縣渡過紅河直逼山西。
波滑這一次的計劃是陸路佯攻，水路迂迴包抄，靠的就是黑旗軍和乾軍方面沒有的內河艦隊火力。
但由於遠東艦隊旗艦“巴雅”號吃水太深，不論怎麼減重進入紅河也是癡心妄想。所以“雎鳩”號炮艦被波滑指定爲臨時旗艦，以便跟隨整支部隊行動並指揮全局。
從法軍此次行動的序列不難看出波滑對這次軍事行動充分而周密的準備工作，兩路縱隊都備有電報報務班以確保聯絡的通暢，隨軍還備有野戰救護隊以應付戰場上出現的傷亡。由此不難看出，波滑這一次是下了很大決心的要“畢全功於一役”。
12月11日清晨，貝蘭上校指揮的陸路縱隊浩浩蕩蕩地沿着河內至山西的公路，正式開始了攻略山西的腳步；同時比碩上校的水路縱隊由火輪船搭載，於當天下午3時順利抵達紅河和其支流底河的交匯口處，於下午6時全部登陸完畢，波滑本人也棄舟登岸。吩咐部隊前出兩三公里設置警戒線後安排宿營。等待貝蘭縱隊渡過底河。會攻山西。
可是人算不如天算，貝蘭縱隊抵達底河對岸後卻遇到了不小的麻煩，到達之時已是伸手不見五指的深夜，貝蘭上校爲了趕快與比碩縱隊會合，命令連夜趕架簡易橋渡河。工兵們忙活了一整夜，總算在底河上架起一座木橋。波滑得到貝蘭縱隊架橋成功的報告後爲了趕時間，命令比碩縱隊先行向山西城緩慢推進，吩咐貝蘭縱隊迅速過河後以最快的速度趕上。可是始料未及的事卻在這個關鍵時刻發生了：也許是深夜施工影響了工程的質量。當貝蘭縱隊的士兵們剛剛踏上這座新橋時，只聽見一陣“稀里嘩啦”的聲音——浮橋塌了！幸好塌的部分上面剛好沒人，要不然後果不堪設想。但是由於這座工兵的“豆腐渣工程”，貝蘭縱隊無論如何也不可能按時追上比碩縱隊了。
波滑得到消息後無奈的下令比碩縱隊再度停止前進等待貝蘭縱隊過河，他心理清楚，當天攻擊山西城的計劃算是泡湯了，而此時的貝蘭縱隊已經對簡易橋的安全性以及工兵部隊的施工質量喪失了信心，指揮官貝蘭上校爲了士兵乃至自己的性命考慮，決定採用效率慢很多但是更加安全的辦法渡過底河——依靠就近搜尋到的幾條木船，整個貝蘭縱隊開始一船一船地往底河對岸送人。一直磨蹭到了12月13日的中午。貝蘭縱隊才全部渡過底河。看着狼狽不堪的貝蘭縱隊，波滑再一次無奈地下令：進攻山西的行動再推遲一天。延至12月14日。
9083年12月14日上午9時，山西攻防戰正式打響，貝蘭上校指揮的法軍陸路縱隊在遠東艦隊猛烈的艦炮和哈乞開斯五管機關炮的火力掩護下先行進攻河堤要塞東部的浮沙村要塞。坐鎮18米高塔的劉仁義反應並不慢，調來原防守東門的三營黑旗軍老營吳鳳典左營、黃守忠右營、朱冰清武煒副營發起反擊，選擇的反擊點亦頗有水平。約2000黑旗軍直直地插入了陸上法軍與水路炮艦之間進行側擊。一時間，猛烈的法國內河艦隊的炮火頓時沒了目標，紛紛停火——怕誤傷自己人。英國隨軍記者斯戈特如是評論：“他們（指黑旗軍）的迂迴機動是聰明的設計出來的，乾軍就在法軍及艦隊之間，所以艦隊不敢開炮……”
但是波滑的反應也不慢，他立刻下令陸路縱隊停止進，就地轉入防禦，最大限度發揮法軍的火力優勢。在這時，遠東艦隊的那些炮艦的改裝價值充分體現出來了。軍艦桅杆上安裝的桅盤裡，機關炮手們如同上了發條一般賣力地搖動着哈乞開斯40毫米五管機關炮上驅動槍管旋轉的手柄，五根炮管高速旋轉着，密集的火力向衝來的黑旗軍潑去。“如此猛烈的火力，恐怕再訓練有素的士兵都無法泰然自若！”黑旗軍從來沒有遭遇過如此密集的火力覆蓋，兇猛的反衝擊在頃刻間土崩瓦解，三個最有戰鬥力的黑旗老營頃刻間作鳥獸散。此後發動的兩次反擊也無功而返。
黑旗軍援兵被法軍擊退的同時，浮沙村內的黑旗軍面對儒諾少校指揮下的阿爾及利亞土著步兵的刺刀衝鋒，很快不敵，被一股腦的轟了出來（法軍的刺刀戰術又一次奏效）。下午五時，對於山西城至關重要的浮沙要塞失守。
聽聞河堤要塞和浮沙村要塞失守，山西城內的林苑生大吃一驚，第一反應就是要把要塞奪回來。浮沙要塞爭奪戰中黑旗軍的傷亡已經十分慘重，而劉仁義正在爲反擊失敗與黃守忠等將大吵特吵，劉仁義將三營黑旗軍救援浮沙要塞失利的原因歸結於吳鳳典、黃守忠和朱冰清三人的指揮不力，三人自然不能接受這種指責，黑旗軍衆將已然吵成一團。在林苑生眼中，此時的黑旗軍已然不可用，能發動反擊的只剩下桂軍了。
重賞之下必有勇夫，在林苑生“先登河堤者，準保守備遊擊”和砍一法人首級賞金翻倍的許諾下，一支桂軍敢死隊被迅速組織起來。12月15日凌晨1時許，月色格外的皎潔，一天前還是黑旗軍營地的法軍浮沙村臨時營地突然遭到了“黑爾”火箭（金陵機器局仿製）的火力急襲！隨後大批乾軍士兵在破壞外圍障礙物後蜂擁衝入法軍陣地。但隨即被同樣勇猛的法軍外籍軍團擋了出去；隨即再鼓作氣第二次衝入。又被這些頭戴小紅帽、穿着燈籠褲、腰間挎着彎匕首的北非祖阿夫兵擋了出來；不甘心就此放棄的乾軍再次發起第三次攻擊。但是仍然在法軍密集的防禦火力下功虧一簣。但乾軍的這次反衝擊也不是一分未得，共有40名祖阿夫兵和15名法軍海軍登陸隊士兵被生擒活捉，這些北非人和白人被押回乾軍營地後，按照乾軍對待戰俘的傳統，一個不剩的被砍掉了腦袋。
“山西怕是守不住了！”看着潰退下來的大隊桂軍，劉仁義禁不住仰天長嘆起來。
聽到劉仁義的話，黃守忠、吳鳳典和朱冰清等黑旗軍將領也都面露惶然之色。
今天對他們所有人來說，都是一場不折不扣的惡夢。
今野巖夫舉起了望遠鏡。仔細的觀察着戰場，看到遍佈於戰場各處的黑旗軍和桂軍士兵的屍體，禁不住發出了粗重的嘆息。
他也沒想到，法軍的攻勢會如此的凌厲，炮火又是如此的強大，尤其是機關炮，竟然能給黑旗軍造成這樣的慘重傷亡。
但通過仔細的觀察，他也看出來了，防守浮沙村的法軍遭到乾軍接連三次猛攻，傷亡也肯定不小。
要不要再進攻一次呢？
他知道浮沙要塞和河堤防線對山西城來說至關重要。如果今天晚上不能夠奪回浮沙要塞和河堤防線，天一亮的話。法軍便會向山西城的西門發動進攻，因爲西門的城牆上有一個30多米寬的缺口，因此最爲難守，一旦被法軍突破，山西城便不免於陷落的命運了。
該怎麼辦呢？
今野巖夫腦筋急轉，思考着對策。
黑旗軍和乾軍之所以三次反衝擊失敗，主要是法軍的機關炮火力太強，再就是法軍的拼刺刀戰術太過厲害，原本善於近戰格鬥的黑旗軍和乾軍根本不能相比。
法軍的優勢如此，那麼黑旗軍和乾軍的優勢在哪裡呢？
黑旗軍和乾軍的優勢是人數衆多，而且作爲防守的一方，有堅固的防禦工事，以及重炮。
今野巖夫的腦中突然電光火石般的一閃！
那門120毫米阿姆斯特朗前膛大炮！
在今野巖夫看來，黑旗軍最有威力的武器，便是那兩門80毫米阿姆斯特朗前膛炮和這門雲貴總督岑聿瑛贈送的120毫米同一個公司出產的前膛大炮了。而今浮沙要塞失守，那兩門80毫米炮已經落到了法軍手中（剛剛的戰鬥中法軍並沒有使用它們，應該是壞掉了），這門120毫米大炮佈置在城內，沒有能夠參加戰鬥。
今野巖夫之所以想到了它，是因爲當年在西南戰爭時的一次經歷。
那一次他們遇到了薩摩軍的夜襲，那些本來已經缺少彈藥的兇悍武士，竟然在夜色的掩護下，以驚人的毅力將1門從日本政府軍手中奪去的120毫米阿姆斯特朗前膛大炮推到了陣前，對今野巖夫所在的部隊防守的陣地進行轟擊，在守軍給炸得一片混亂之時趁機突入，展開了白刃戰！
如果不是他們的炮彈沒有多少，人數又居於劣勢，那一次他們很可能就成功了，今野巖夫也很可能不會站在這裡了。
想到這裡，他有了主意。
“法夷人數不多，我軍連番攻擊，他們也定然傷亡不小，估計彈藥也不會有多少了。”今野巖夫向劉仁義建議道，“我們只要再來一次進攻，定能奪回河堤和村子。”
“再來一次進攻？”劉仁義猛地轉頭，緊盯着今野巖夫，“巖鬆，你覺得再進攻一次，能把村子和河堤拿下來？”
“是的。”今野巖夫點了點頭，說出了自己的計劃，“我們把城內那門大洋炮搬來，藉着夜色推到陣前，抵近轟擊，守浮沙之法軍彈藥已然無多，驟然被轟，定然大亂，則我軍可一鼓作氣衝入，奪回陣地。”
“可法軍炮船還在河面上，炮火兇猛難制，適才我軍反衝，便大受其害，若是見我軍夜襲來轟，終不免又被打退。”黃守忠指了指河面的方向，那裡可以隱約的看到法軍的炮艦身影。
“先用火箭打他們，把大門大洋炮推來，先轟法軍炮船。”劉仁義看着河面，握了握拳頭，“把劈山炮集中起來，按巖鬆說的，轟擊浮沙村和河堤。”
聽到劉仁義對自己的作戰方案做了適當的修改，今野巖夫知道，劉仁義是打算要再大打一場了。
“火箭射程太近，那大洋炮射速緩慢，恐怕打不到他們，反而給他們盡數轟毀了。”吳鳳典有些喪氣的說道。