靖难以来，燕军虽然屡战屡胜，却被牢牢限制在河北一带而不得扩展，若能够攻占济南，燕军便可切断朝廷南北联系，进可南下渡江，退可画疆自守，形势将大为好转，因此朱棣对济南可以说是势在必得。而铁铉也深知此理，因此与盛庸坚守济南，势必不让朱棣夺取。
六月八日，燕军兵临城下，朱棣劝降无果后遂下令攻城，然铁铉亲临城头指挥固守，燕军久攻不下只能将济南合围，以待良机。转眼三月已过，济南城仍然久攻不下，便有人献计可掘开黄河引水灌城，铁铉得知消息后，又以诈降之计诱杀朱棣，朱棣差点被杀死在城门洞中。
朱棣惊怒之下对济南展开猛攻，并用大炮轰击城墙、城门，眼看城池将破，铁铉却又使出了一记损招，他讲朱元璋的画像悬挂在了城头之上，又亲自书写了大批朱元璋神主灵牌，摆放在城墙各个垛口，结果导致燕军进退不得。
