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金軍已經過黃河正向京師逼近的消息不脛而走，汴梁城裡一片慌亂景象，許多權貴人家開始張羅著離開東京避難，普通百姓則人心惶惶，憂心忡忡，不知所措。
趙桓在下令處罰了擅自離京出逃的朱勔、王黼和李彥之後，又頒布了一系列人事任命：任命吳敏知樞密院事，任命唐恪為吏部尚書，任命李梲為同知樞密院事，任命李綱為兵部侍郎，任命何栗為御史中丞，等等。
同日，朝廷安排有關人員在汴梁城的大街小巷四處散發小榜，招募敢勇死士，組成先鋒敢死隊。
百姓紛紛響應，積極報名參加。
還有一些來自淪陷區的公職人員以及潰散的軍兵，也紛紛前來應募，以期雪恥報仇。
甚至，許多富豪之家也散榜說，他們要自備錢米，招募敢戰之士助國抗敵，守衛京師。
總之，民間的抵抗意志還是很強的。
不過沒用，因為朝中的大臣，大多都不想打這仗，就連趙桓的幾個宰執都是極力避戰。
白時中、張邦昌認為，金軍來勢洶洶，而且目標很明確，就是朝著汴梁城而來，而京師內的守城力量不足，勤王之師又不知道何時才能到來，所以，他們力勸趙桓出城避戰，南幸襄陽或者西幸洛陽。
趙桓本人對於是守城還是出城，顧慮重重，患得患失——他覺得，出城去襄陽或者洛陽吧，那邊又沒有可靠的人做依託，又怕路途上生變，而且還要背負棄宗族和京城百姓的罵名，而留在汴梁城裡，身旁可用之臣很多，皇威也可以得到維護，可是，他又怕汴梁城失守，社稷淪喪於自己手中。
就在趙桓這種患得患失之下，金軍來到了東京，趙桓也再沒有了逃跑的可能。
趙桓只能任命一直主戰的李綱為尚書右丞，並任命李綱為親征行營使，全權主持抗金軍事指揮，曹曚副之，讓他們將指揮機關設置於大晟府內，由他們自行辟置官屬，賜銀錢各百萬，賜朝議、武功大夫以下以及將校官誥宣貼三千道，允許便宜從事。
李綱領命，隨即招募武勇之人抗金，並暫不追究梁方平、何灌的不戰而丟黃河天險之責讓他們帶領衙內軍進城協防，然後下令全城軍民積極行動起來，全面開展備戰，修樓櫓，掛氈幕，安炮座，設弩床，運磚石，施燎炬，垂檑木，備火油，凡是防守所需之器械，都做了充分的準備。
最終，李綱得兵四萬，然後將他們分為前後左右中五軍，每軍八千人，並建立了統制、統領、將領、隊將等組織體系，每天進行軍事訓練，以提高其軍事素質和戰鬥力。
李綱安排前軍駐紮在通津門外，以保護城內糧倉。
此時，汴梁城的倉庫里有豆粟四十餘萬石，後來勤王之師集結於東京城外，多虧有這批糧食做軍糧。
後軍駐紮在朝陽門外，控制樊家岡一帶較淺的濠河，使敵人騎兵不敢接近城牆。
而左、右、中軍都駐紮在城中，作為戰略預備隊，以備緩急之用。
汴梁城由外城、內城和宮城三部分組成。
城防工事主要分布在外城，而且修築得很堅固。
外城共有城門十四座，其中水門七座。
每座城門口都設置有圓形或方形的瓮城，以加強城門入口的防護。
瓮城上設有戰棚，供守城士兵防禦和休息之用。
外城城牆每隔六七十步設有一座馬面，馬面突出於城牆之外，可以交叉射擊，保護城牆不受敵軍破壞。
大約每隔二百米設有一座庫房，內藏各種武器和軍需品。
為加強城防，還在外城周圍還開挖了一條護城河，河兩岸栽有榆樹柳樹——這也能給攻城敵軍構成不小的障礙。
可以說，汴梁城之堅，天下少有，憑城中的四萬軍、百萬多民，足夠的糧食和物資，宋軍只要一心堅守，金軍絕不可能攻下汴梁城。
金軍渡過氾水之後，擊鼓而壯行，浩浩蕩蕩，氣勢震天，大隊騎兵勁旅朝著汴梁城奔襲而來。
趙桓得知此消息之後，為應對非常之變，對領導機構作了調整——首先撤銷李綱親征行營使一職，改任李綱為御營京城四壁守御使，接著免去白時中太宰職務，任命李邦彥為太宰兼門下侍郎，張邦昌為少宰兼中書侍郎，趙野為門下侍郎，王孝迪為中書侍郎，蔡懋為尚書左丞、同知樞密院事，吳敏繼續擔任樞密院使，耿南仲由簽書樞密院事升遷為尚書左丞。
同時，趙桓向全國諸路各派出一名身邊內侍，讓他們代表朝廷督促諸路帥臣趕緊率勤王之兵入京增援。
正月初七，完顏宗望率金軍騎兵到達汴梁城外。
不過——
金軍並沒有立刻展開攻城，而是直奔京城西北郊而去，然後搶佔了牟駝岡，並在那裡安營紮寨。
這牟駝岡乃北宋天駟監（即養馬的一個地方）。
此時，牟駝岡養有兩萬餘匹戰馬，庫房裡的糧草飼料更是堆積如山。
而且，牟駝岡地勢險峻，三面環水，如同沙洲，背靠霧澤陂可作屏障，佔據此地，易守而難攻。
搶佔牟駝岡，很顯然是郭藥師建議並帶路的。
幾年前，郭藥師來東京覲見趙佶時，趙佶曾安排人陪郭藥師在此打過幾場馬球，所以郭藥師對這裡的情況比較熟悉。
金軍佔據此地可謂一舉兩得，一得地利，二得軍需，為即將進行的攻城戰打下了良好的物質基礎。
很快，金軍便向汴梁城發起了進攻。
李綱親臨現場指揮作戰，於西水門大敗金軍，斬獲了一百多名金兵。
完顏宗望感覺宋軍並不是一點戰力都沒有，於是派遣吳孝民等金使來見趙桓。
完顏宗望此舉，一方面是試探一下宋人的態度，另一方面則是偵查一下汴梁城內的軍事實力。
吳孝民見到趙桓後，說：「皇子郎君路上截得赦書，方知皇帝即位，而上皇已禪位，今來之意欲議和，皇子郎君要一大臣過去。」
聽說金人想要議和，趙桓大喜，隨即看向李邦彥與張邦昌等宰執大臣問：「誰可去金營議和？」
宰執們全都默然不語，無一人肯站出來。
李綱見狀，挺身而出，道：「臣請求前去。」
趙桓不同意，道：「卿方治兵，不可。」
趙桓見除了李綱外，沒人肯主動請命，於是便命同知樞密院事李梲奉使，鄭望之、高世則副之。
退朝後，李綱留下沒走，他問趙桓為什麼不派自己去金營議和？
趙桓回答說：「卿性格太剛強，不可以往。」
李綱分析說：「今敵勢方銳，吾大兵未集，不可以不和。可是，和須有策，得策則中國之勢遂安，不然則禍患末已，宗社安危，在此一舉！臣擔心李梲柔懦，恐誤國事也。」
李綱進一步分析道：「金人生性貪得無厭，又有燕人為之謀劃，而燕人素來狡獪，他們必張大聲勢，提出過分之要求，以窺測咱們中國之反應。如朝廷不為之動，措施處置合宜，他們當戢斂而退；如朝廷震懼，所求一切皆答應，他們則知中國無人，必更加覬覦，如此則憂患未已也……」
對於李綱所分析的，趙桓滿口答應，不過轉頭就又對李梲說：「愛卿此去要儘力促成議和矣。」
李梲果然懦弱，到金營之後，不敢發一言，金人嘲笑他說：「此乃一婦人女子耳。」
還好有副使鄭望之據理力爭。
然而——
不管鄭望之怎麼爭，完顏宗望還是依郭藥師之計，跟宋國要金五百萬兩，銀五千萬兩，牛馬萬匹，表緞一百萬疋，割太原、河間、中山三鎮，還要以親王、宰相為質，才可退師。
在這個過程當中，金軍又攻了一次汴梁城，想要以武力震懾宋國。
可李綱與下屬官員數人，冒著箭雨登城督戰，激勵將士。
很多士兵受傷，李綱皆厚賞之。
趙桓也見形勢危急派出一些內侍前來慰問。
內侍們手持御筆，向官兵們宣讀趙桓的褒諭，並帶來皇宮內庫中的美酒、銀碗、采絹等珍貴物品，一一頒發給將士們。
將士們皆激情高漲，歡呼雷動。
雙方自卯時至申時一直激戰。
宋軍的將士們一直堅守城牆，殺敵數千。
金兵見守城有備，宋人戰鬥意志很強，汴梁城又高且堅，難以攻破，迫不得已退師而去。
丟了黃河天險的何灌與梁方平這次也參戰了。
不過二人的表現卻截然相反。
何灌率軍防守北部城牆，他作戰勇猛，因此身受重傷，最後以身殉國。
梁方平率軍防守西部城牆，他命軍士箭無虛發，等敵人接近時再開弓射擊。
城上參與防禦的百姓見梁方平所下的命令奇葩，都以為梁方平已經叛變投敵。
於是，數千名百姓在喧囂中將梁方平抓了起來，並扭送到開封府關進了監獄。
後來，百姓又說梁方平家藏