泥土筑成的土城。城池规模并不大，但城池修建的高大坚固。虽然是由砂砾和泥土铸就，但吐蕃人在长期居住的环境中摸索出了筑建坚城的办法。扎陵湖和鄂陵湖中的淤泥含有某种粘性的物质，吐蕃人将之从湖中捞起，和沙土搅拌之后在夹板中夯实，风干之后砂砾块坚硬如铁，让吐蕃人在无砖石树木的情形下依旧能造出高大坚固的城池。
但城池的规模决定了这座城池不可能驻扎有太多的兵马，所以王忠嗣也是有恃无恐，敢于将左右路军分别置于多玛城两侧，而只用中路五万大军对多玛城进行攻击。王忠嗣也是希望自己能亲率中军打响这第一炮，给大军以表率作用。
大唐大军兵临城下，但想象中的多玛城中守军的慌乱并未出现。在侦查多玛城城防的时候，王忠嗣看到的是层层城墙上矗立的吐蕃守军丝毫不乱。城墙各处正在紧张的进行着加固，搬运着土石弓箭等物，似乎要坚守此城。
王忠嗣心中冷笑，这帮吐蕃人不自量力，此乃螳臂当车之举。以王忠嗣的考量，吐蕃兵马的最佳策略应该不是分别坚守城池，而是应该合兵一处突破己军一部，方为上策。当然自己是不会给他们这个机会的，但这毕竟是最佳的策略。现在吐蕃人连这一点都没有做到，显然在战法上是没有远见的。
九月二十五日上午，王忠嗣率领中路军对多玛城发动进攻。数百架投石车开始对城头实施石块轰击，压制城头吐蕃守军的同时，给步兵以推进在护城河上铺设桥梁，推进到城墙下方的机会。
攻城作战开始后，吐蕃人的反击甚是猛烈。城墙内侧，吐蕃人聚集了百余架抛楼，将石块又高又远的抛射入唐军阵中，给大唐兵马造成了大量的杀伤。于此同时，城头的吐蕃兵马冒着投石车投下的石块轰炸朝冲锋的唐军用弓箭狙击。在唐军靠近城墙时大量巨石土块从城头抛掷而下，造成大量的伤亡。
王忠嗣毫不退缩，攻城作战造成大量的伤亡在意料之中，自己有资本与之对耗，一旦城池被破，这种伤亡的差距立刻便会得到平衡。多玛城已是孤城，攻破这座城池后，城中的吐蕃人便全部差池难逃，到那时便可任凭唐军屠戮。
攻城战持续到了傍晚时分，唐军发动了五次大规模的冲锋，数番攻上城头。但还是未能攻破多玛城。士兵阵亡超过四千人，伤亡人数也超过了八千人。吐蕃人死伤也不小，但他们顽强的抵挡住了一次又一次的进攻，像是铁了心要和唐军在此同归于尽一般。
这种情形虽然出乎王忠嗣的意料，但王忠嗣却并不慌张。王忠嗣停止攻
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