采取黄子澄的建议，遣使议和以求缓攻，又任命盛庸为平燕将军，代李景隆统兵，盛庸屯兵德州，以遏制燕军南下。
李景隆败退后，燕军围济南，右参政铁铉、盛庸坚守。
铁铉乃是朱棣和谢晓峰的至交好友，素来有才能，但其对朝廷忠心，哪怕是好友的招降也不曾动摇。
燕军凿开河堤，放水灌城，铁铉诈降，诱朱棣进城，可惜在走到城门时，预设的铁板落得快了些，砸中了朱棣身下的马头，朱棣死里逃生，大怒，围城攻打三月。
济南的军事地位极重要，若取得济南，进可南下攻打，退可画疆自守，故燕军乘新胜之锐气，志在必得。
不想久攻不下，朱棣愤怒之下决定使用未成熟的红衣大炮攻城，果然效果明显。
铁铉见状，想了个办法，在一些木牌上写了“高皇帝神牌”几个字并挂在城头，燕军只得停止炮击。
建文帝见济南危急，想要求和，朱棣不愿。
但是一个月后，燕军粮道被扰，朱棣进进不去，只能退，撤兵回北平。
铁铉、盛庸追击，大败燕军，收服德州，至此，济南之战结束，朱棣收获了最惨重的一场战败。