使者回报刘虞，据言蓟州城内兵力不多，公孙瓒正在囤积粮草不肯前来，刘虞大喜，便着手准备去攻打公孙瓒。
不几日，鲜于辅从魏攸那回来了，说魏攸不肯出兵，并呈上魏攸一封信。
刘虞看罢怒道，“匹夫也不听我调遣了，我先去灭了他。”
鲜于辅道，“主公不可。当下我们的敌人是公孙瓒，若对魏攸用兵，必会把魏攸逼向公孙瓒，若他两家联手，我们就更不好对付了。”
刘虞道，“收拾完公孙瓒我再来收拾他，传令，各路军马于明日五更启程，直奔蓟州！”
次日凌晨，刘虞率各路军马共十万余众向蓟州杀去。不出两日，便到达蓟州，将蓟州城团团围困了起来，开始架云梯攻城。
公孙瓒万没想到刘虞真的会引大军前来，急忙上城楼指挥将士守城反击。一时间，弓弩、乱石、滚木齐下，攻城敌兵死伤无数。
刘虞的人马虽然很多，但云梯数量极少，这些兵将又没有攻城经验，攻了半天也没攻下一个城角，刘虞下令停止攻城，离城不远安营下寨。
刘虞连续两天攻城都没攻下，便令这十万兵马将蓟州城团团围住。兵士们散乱地扎下一连片的营寨，军不成军，队不成队，整个就像赶大集的人群一样。
公孙瓒登城楼四下观看，心中大喜，当即返身把近身侍卫一千名白马义从召集起来，到了夜里三更时分饱食一顿，每人都带上几把浸了油的干草悄悄开了城门。
这刘虞治理地方经济、管理地方事务还十分出色，但领兵打仗确实是个外行。
公孙瓒在城楼上看到刘虞的军队十分散乱，毫无防守意识，于是便决定出城偷袭。擒贼先擒王，公孙瓒率一千名白马义从出城后便奔着刘虞的大营而去。
到了营门口，站岗的士兵还在沉睡之中，公孙瓒的全部人马便冲了进去，各人都点着火把，向各个帐篷上扔去，一时间大火便烧了起来。
刘虞的军士都从睡梦中惊醒，纷纷衣不着体地跑出来，却都做了公孙瓒这些白马义从炼刀的活靶子。
公孙瓒率军冲杀，直向刘虞的大帐奔去。
刘虞早就惊醒，见整个大营火光一片，知道大事不妙，仓皇而逃。
公孙瓒率领这支白马义从马踏所有兵营，连烧带杀，直到天明，刘虞大军死伤无数，四外溃散。
此时，青州田楷率领的援军也已赶到，截住刘虞的败军又大杀了一阵，刘虞只带了一小部分骑兵往北面的居庸县逃去。
这一仗，公孙瓒以一千人的兵力击败了刘虞的十万大军，斩敌无数，余者六七万人都被公孙瓒收编。
公孙瓒留少部人马打扫战场外，率领大军乘势追击，直追到居庸县，几万人的兵马将一个小小的居庸县团团围住。
公孙瓒下令攻城，三天，城破，公孙瓒挥军拥入，将刘虞生擒。
生擒了刘虞，公孙瓒又回师占领了幽州，除刘虞的儿子刘和在袁绍处逃过一劫外，刘虞的妻子女儿都被抓获，一并带回蓟州。
刘虞的部将鲜于银在乱军中战死，谋士齐周投降，阎柔逃亡辽东、魏攸及田畴投奔袁绍而去。
刘虞经营了十几年的幽州就这样落在了公孙瓒的手中，公孙瓒一时威名大振。
此刻，正好朝廷的使者段训来到幽州，本打算奉董卓之命来对刘虞和公孙瓒分别进行封赏，不想刘虞和公孙瓒火拼，刘虞被擒，本想返回，却被公孙瓒的兵士拦住，押着进到州府大殿议事厅。
公孙瓒以前在这州府大殿议事厅内只能和其他将领一样站在下面，而今天，他坐在了大殿议事厅的书案背后，自身便感到了有一种威严和高贵之气。
段训被押进大厅，见了公孙瓒连连施礼，公孙瓒便问，“段侍郎此来有何公干？”
段训哆哆嗦嗦地回道，“我奉皇上之命特来加封刘……啊，加封你的官爵的。”
“皇上要加封刘虞什么官呀？”
段训抹了把脸上的汗，“皇上想加封刘虞为太尉，封容丘侯，总督幽、并、青、翼四州。”
“那我呢？”
“加封您为前将军、假节。”
“哈哈哈，”公孙瓒笑了，“段侍郎有所不知，那刘虞图谋称帝造反，起兵攻打我，已被我生擒，那把封他的官爵就都给我吧。”
“是是是，”段训道，“我回去禀明圣上，封你为太尉，幽州牧，总督幽、并、青、翼四州。”
“你先不用回去了，明日还得由你监斩刘虞。”公孙瓒道。
次日，公孙瓒命人将刘虞一家押赴刑场，由段训监斩。
这一天，公孙瓒傲慢地看着刘虞，这个曾经是自己的顶头上司，如今成了自己的阶下囚。
刘虞满眼里是一种绝望和懊悔，没有了憎恨，他的妻子和女儿同样是绝望到极点。
“公孙瓒，你诛杀朝庭大臣，朝廷会治你的罪的！幽州的百姓及鲜卑人乌桓人也不会放过你的！你记住，公孙瓒，你会不得好死！”刘虞大骂道。
公孙瓒哈哈大笑，道，“我杀你那也是朝庭的旨意，你篡谋帝位这本来就是一条死罪，你还冤枉什么？”
于是，公孙瓒宣读了刘虞想“篡谋帝位”的罪名罪状，由朝庭使者段训亲自宣布，把刘虞及他妻子女儿斩首了。
刘虞虽然在与公孙瓒的争斗中过于莽撞了些，可刘虞毕竟是个好官，在他任职的这十几年内，对外实行怀柔政策，对内减税鼓励农民发展农业，幽州的人民生活得还算安定幸福。而外族的游牧民们也感恩他的宽容，边境地区相对要安稳一些。
而因为公孙瓒杀了刘虞，幽州人民及北方的鲜卑族人和乌桓人都对公孙瓒产生了仇恨，这给公孙瓒后来走向灭亡而埋下了伏笔。