晉軍在都山破契丹奚聯兵，晝夜兼程越過白狼山，然後沿白狼水向東進發至營州柳城。以前唐軍在東北幾次接連喪師，此時的營州全境已全在契丹人控制之下，柳城便是這片區域的中心，此城在漢人和契丹人手裡幾經易手，雙方都有修築城池，已有一定的規模。
杜暹率軍到達柳城，敵軍閉城不出。他在都山之戰中已嘗試過鐵炮的用處，這時用來轟擊固定的城牆目標更是方便，遂下令先用炮擊。四炮一輪齊發就轟塌了西牆，牆塌之後仍不消停，四門鐵炮持續向城中炮擊，木製建築起火，柳城火光衝天。
如此射擊了幾番，鐵炮就全部報銷了。兩門炮管在用水冷卻之後被火藥震裂，再用就要炸膛；另外兩門炮身變形。最後只能停止炮轟，官吏記錄稱：火炮威力，但不堪長用，新炮用過兩回便破碎廢棄。
而此時柳城西城早已塌成廢墟，城中多處起火，工事幾乎失去了防禦力。杜暹正欲調集騎兵攻進去時，柳城契丹人便舉旗投降了。晉軍攻打柳城的戰績便以受傷二人的代價（靠得太近不及掩耳被火炮震聾），擊斃擊傷數百俘虜萬餘敵兵而結束。
攻下柳城之後的事兒，《新晉書》只有寥寥幾筆記錄：暹將兵入城，疑胡兵詐降，盡殺之；軍中糧草無多，調兵掠糧。
青史輕描淡寫的一行字，實際上並不是那麼輕鬆，卻充滿了血淚。「疑胡兵詐降，盡殺之」，當時杜暹與幕僚商議，考慮到了幾個原因，其中包括殺掉壯丁減少契丹人口等因素，便下令將在都山投降的和柳城俘兵一起驅趕進瓮城之中，人數有兩萬多人，擠在裡面幾無立足之地，擁擠不堪。然後下令關閉各門，往裡面潑石油，以火燒之。
從地里挖出來的黑油燒起來黑煙滾滾臭氣熏天，瓮城中人口密集，燒死者少、熏死熏暈者多。俘虜之前已被解甲，身無防護，城樓上的晉兵又以弓弩亂射，屠殺持續了整整半日，翁城中屍體堆積如山，形如修羅場。眾軍又在城外挖巨坑，用牛車馬車將屍體和受傷沒死的一起運出去以土埋掉，一天功夫契丹族青壯便減少兩萬多。
李失活部不敢復取營州，已經丟下這邊的部族撤往松漠都護府去了。杜暹軍隊為了補充糧草「就食於敵」，便派騎兵攻掠燕郡、汝羅等地，凡有抵抗便行「堅壁清野」之事，燕郡汝羅兩地的契丹部落數萬帳被鐵騎衝殺屠戮殆盡，牛羊馬匹各種物資盡被搶奪，杜暹各軍大發橫財。各地農戶也是差不多的遭遇，或逃或死人口減少很多。到了七月間，營州各地幾乎沒有了成組織的勢力，鄉里剩下的也只是一些散戶，大部分逃到了交通更不便的地方。
杜暹向長安上書告捷，奏章言擊潰契丹奚聯軍主力，地方有東夷人口「抗拒」，便率兵進行了鎮壓，並開始對營州進行「治理」。
大總管行轅在營州擁有最高權力，「治理」的計畫主要由杜暹的幕僚制定，軍事管制下的執行效率很高，但營州政權的一系列措施顯得比較急躁。
接手營州各方面管理權的勢力大概分作三方，首先就是杜暹以下的正規軍兩萬多人，暫時駐紮在柳城，隨時鎮壓各地起義和暴動。然後從河北調了一些邊兵過來，徵發營州各地百姓開始修築工事，按部就班地建立城、堡、哨軍事體系，各據點之間又修驛道連通組成網路。然後委派地方官吏組建州、縣建制，各縣長官按律法分撥職守之田，准許其建立莊園蓄養家丁農奴，甚至可以擁有少量私人武裝。同時開闢軍屯、互市等相關設施。
杜暹當初在長安得到的聖旨是「攻下並佔領營州」，顯然他的任務不只是在正面戰場擊敗東夷軍隊，還要讓晉朝的勢力在營州站穩陣腳，對當地進行有效統治。現在他實行的計畫已經脫離了羈州的治理辦法，而是直接在地方建立類似國內邊境州的軍政體系，對營州實行直接統治。
從河北調來的官吏、武將對國內州縣的那套建制玩得很熟練，可謂經驗豐富，但營州境內大部分是胡人，真正實行起來不比國內，遇到了許多困難。
首先從河北調人調物耗費了大量的錢糧物資，然後那些攝於暴力順服晉朝官吏的胡人也分農夫和牧民，有的已經學會了耕種並擁有農田，這類人比較好管理。但有些是牧民不會種地，被收編之後只能當作奴隸苦力一樣使用，漢民進入營州後有的地區直接從封建社會退步到了奴隸社會。
最大的問題是反抗此起彼伏，晉軍前期的殺伐造成了仇恨情緒，接著各地胡人又被迫繳納財產、負擔修建工事的沉重勞役，壓迫之下暴動頻繁十分正常。特別是臨近北部修建的工事進度十分緩慢，沒過幾天就有契丹游騎襲擾，邊軍一般是一面拿武器一面拿工具建造工事。從柳城出來的騎兵四處鎮壓，流血衝突每天都在發生。杜暹「治理」地方的才能顯得生硬呆板，下馬治州的才能實在比不上行軍布陣的水準。
杜暹為了進一步佔領營州，更方便進行鎮壓，又下令重設燕郡守捉、汝羅守捉兩城，與柳城形成三角之勢，調兵鎮守，對各地進行暴力統治。
河北來的文官巡視營州現狀，紛紛勸誡，指責杜暹的干法是急於求成，根本不是長久之計。但他認為營州是通往東北各國的門戶要地，不能交給胡人自治，而應該迅速「教化」，對官僚們的意見棄之不顧。有人罵他誤國，怒而將營州的情況寫成奏章送去長安彈劾之。杜暹不以為然，以他在薛崇訓心裡的位置，還能被幾個屁大的官讒言不成？
他的學生同時是幕僚提醒他：「幾個官員的彈劾奏章無甚要緊，只是政事堂諸相公本就對杜公不滿，那些人長於小題大作，可能會抓住此事做文章，杜公不得不防。」
杜暹也還是聽得進一些意見，旁人一提醒他思索之下有些道理，著實牽掛了兩日。但是「治理營州」已經大張旗鼓地開工了，調撥人馬物資無算，總不能就此半途而廢浪費資源。
這時渤海國汗王及活動在高句麗舊地的諸胡部落派人到柳城聯絡關係，並派了一些使節進駐柳城，以備晉兵日後與之衝突時能及時議和。契丹、奚在晉朝大軍進攻下連吃敗仗軍力受損，攝於武力也派人來議和休戰，並有使者來到柳城想轉道前去長安覲見皇帝。
杜暹設宴款待，禮遇之。期間有幕僚進言：「杜公可記得我們還在長安時，今上一次下旨讓新羅進獻處子，政事堂封駁沒能發出？」
杜暹笑道：「這事兒，政事堂那幾個人實在是在替今上作想。咱們在長安見過新羅使者，面相奇特，恐怕女子也不怎好看。」
幕僚道：「今有安東都護府境內（高句麗舊地，被唐軍擊敗後滅國成為唐朝羈州，後營州丟失，唐朝一度失去了對當地的有效控制）部族派人來示好，杜公何不命他們選少女送來，獻到長安？此時不過小事一樁而已。據學生所知，高句麗人和新羅人的面相完全不同，高句麗人白而豐腴，若是挑選得當今上定會喜歡。」
杜暹沉吟道：「這種事可不怎麼光彩，恐遭朝臣詬病。」
幕僚不以為然道：「又不是杜公獻上的，那高句麗舊部有意歸順朝廷，一心要獻禮物，咱們屯兵營州還能攔著這事兒不成？」
杜暹想起前幾日被人彈劾的事兒，畢竟自己人不在長安，又掌十幾萬兵馬，什麼話由著政事堂那幾個人說，著實有些不太痛快。聽到幕僚的這個建議，雖然感覺下作了點其實也不是什麼大事，還能讓皇帝高興。他想罷便同意了幕僚的說法。
一日他接見從安東都護府來的使者，贈與了一批數量可觀的牛羊和絲綢，暗示使者讓首領派人向長安進獻處女，還會得到更多的饋贈。本來杜暹還打算他們不同意就武力威脅，不料使者欣然同意，將此事視作包賺不賠的好買賣。杜暹下來後不由得對幕僚唏噓了幾句：咱們晉朝和四方做買賣，可從來不賣人，總會顧惜氣節。幕僚道：「昔日高句麗國雄踞東北，是敢不對中原稱臣的邦國，寧肯大戰也不肯屈膝，不過如今已亡國後人就顧不得那麼多了。」
另一人道：「還是新羅識時務，本來實力最弱，不是高句麗的對手幾乎要被滅國，不過能放下身段向長安稱臣，便得以與唐朝聯手，最終滅掉高句麗而佔有整個半島之地。不屈者滅國，稱臣者坐大，世事竟是如此啊。」
幕府中一眾人談笑古今唏噓一陣，盡興了還有人作小詩一兩首，然後才各自處理公務。