1400年，明建文二年，燕王朱棣以“靖難”為名起兵已近兩年。自北平起兵以來，燕軍先后在河北、山東等地與朝廷軍隊多次交鋒，雖屢次獲勝，但始終未能攻克具有戰略意義的重鎮——濟南。這座位于南北交通要沖的城市，成為雙方爭奪的焦點。

濟南的地理位置決定了其重要性。它不僅是山東的政治、經濟中心，更是連接南北的咽喉之地。《明史·鐵鉉傳》載：

“濟南若失，燕軍可南下直逼南京；若守，朝廷便能牽制燕軍側翼，維系北方防線。”

對于建文帝而言，守住濟南意味著能夠延緩燕軍的南下步伐，為朝廷調集兵力爭取時間；而對朱棣來說，攻克濟南則是打開南下通道的關鍵一步。

戰前，朝廷任命山東布政使鐵鉉與都指揮使盛庸共同負責濟南防務。鐵鉉雖為文官，但以剛毅果敢著稱，盛庸則是一位經驗豐富的將領。兩人合力整備城防，動員軍民，準備迎擊燕軍。《明史紀事本末·靖難之役》記：

“鉉與庸集兵不足萬人，然士氣可用，軍民同心，誓死守城。”

面對燕軍可能的進攻，鐵鉉下令加固城墻，儲備滾石、檑木等守城器械，并組織百姓參與防御。

適逢朱棣率領的燕軍主力已抵達濟南城下。燕軍兵力約十萬，以騎兵為主，擅長野戰，此前在河北等地多次擊敗朝廷軍隊，士氣正盛。朱棣深知濟南的戰略價值，若能速戰速決攻克此城，將極大提振燕軍士氣，并為南下掃清障礙。然而，他也清楚濟南城防堅固，守軍雖少卻斗志昂揚。戰前，朱棣曾試圖以書信勸降鐵鉉，《明史·鐵鉉傳》載：

“鉉得書，擲之于地，厲聲曰：‘吾受國恩，唯死而已，豈能降賊！’”

這一舉動徹底斷絕了雙方和談的可能，大戰一觸即發。

1400年夏，濟南城迎來最嚴峻的考驗。六月初三，燕軍前鋒抵達城北十里鋪，次日主力完成合圍。朱棣將中軍大帳設在城西北的歷山，居高臨下俯瞰全城。燕軍斥候晝夜巡視，切斷濟南與外界的聯系。城內守軍清點庫存，箭矢存量不足十萬支，火銃火藥僅能維持半月。鐵鉉下令拆毀城內部分民房，梁柱充作滾木，磚石用作城防修補。

六月十二日拂曉，燕軍首次大規模攻城。幾百架投石機同時發射，重達百斤的石彈呼嘯著砸向城墻。西門甕城女墻被擊碎三處，守軍以沙袋緊急填補缺口。巳時，燕軍步兵方陣推進至護城河邊，五千弓弩手輪番仰射壓制城頭。守軍指揮使盛庸親率刀牌手堵住缺口，士卒以長槍攢刺攀爬云梯的敵兵。未時，燕軍鳴金收兵，城墻下遺留七百余具尸體。

六月十五日夜，燕軍嘗試地道戰術。工兵營從東北角潛挖三條地道，意圖爆破城墻。鐵鉉采納老卒建議，沿內城墻根埋設四十口大缸。十八日寅時，值守士兵聽到缸內傳來沉悶的鑿擊聲。守軍立即向聲源處垂直挖掘，發現地道后灌入煮沸的糞水。燕軍三條地道相繼被迫放棄，工兵死傷逾百。

六月二十日，朱棣改變策略。燕軍驅趕城外村民在前，精銳重甲步兵緊隨其后。守軍遲疑間，燕軍敢死隊已架起云梯。鐵鉉下令無差別射擊，城下百姓與燕軍同倒血泊。此戰后，城內箭矢儲備告罄，工匠日夜趕制弩箭，婦女兒童削竹為箭。

六月二十五日，燕軍發動水攻。三萬民夫在城北筑堤，引小清河倒灌城垣。鐵鉉組織軍民以門板、棉被堵塞城門縫隙，同時開挖十二條泄洪溝。七月初三，洪水圍城最深達五尺，但城墻主體未受破壞。燕軍戰馬陷入泥沼，行動受阻。

七月初八，朱棣親臨陣前勸降。鐵鉉命士卒在城樓懸掛洪武帝御容，燕軍火銃不敢輕發。當夜盛庸派死士百人，縋城焚燒燕軍糧倉。火光照亮三十里，燕軍損失糧草五千石。

七月中旬的濟南城已殘破不堪。持續二十日的猛攻使北門防御體系遭受毀滅性打擊：箭樓主體結構坍塌三分之二，僅存的西側立柱搖搖欲墜；城墻出現三處寬度超兩丈的缺口，守軍被迫用拆毀民房的門板、糧車和裹尸布捆綁成臨時屏障。鐵鉉下令征用全城棉被浸水后懸掛于破損城墻外沿，以緩沖投石攻擊。城內存糧銳減至四千石，守軍每日配給降至半升粟米，戰馬盡數宰殺充作軍糧。

燕軍營地同樣陷入絕境。連續七日暴雨使營地淪為沼澤，水深達三尺六寸，士兵被迫在齊腰積水中起居。兵器監簿冊記載：七月初十至十六日，累計報廢弓弦二千七百余副，受潮火藥一萬四千斤。更嚴重的是，營地爆發痢疾，每日病亡者超過兩百人。

七月十七日寅時三刻，燕軍發動總攻。朱棣親臨督戰，投入最后的精銳，由朵顏三衛改編的重甲突擊營。該部全員披掛四十斤重的鐵札甲，配備加厚蒙皮盾。其部伍列陣如下：

第一梯隊：三千重甲兵攜二十架改良云梯（梯級包鐵），配五百名火箭手掩護；

第二梯隊：五千輕步兵攜帶土袋，負責填平護城河殘存區段；

第三梯隊：一萬二千主力配備鉤索、斧鉞等破城器械。

卯時正，燕軍火銃齊鳴。新調集的“大將軍炮”對北城墻展開覆蓋射擊，其中一枚擊穿臨時路障，造成守軍二十七人當場陣亡。辰時，第一梯隊開始沖鋒。守軍將三百罐火油從缺口處傾瀉而下，隨即投下火把。《明實錄》載：“烈焰騰空，賊兵墜梯如雨”，但仍有七百余名重甲兵突破至城墻根部。

慘烈的白刃戰在午時爆發。燕軍第二梯隊踩著堆積如山的尸體直接攀上缺口。守將盛庸親率三百家丁組成敢死隊，持長柄樸刀組成刀陣。兵器監員外郎鄭材的戰陣手記記載：“盛將軍連斬二十一賊，刀口盡卷，易刀再戰”。燕軍參將張玉率精銳突破東側缺口，守軍百戶王真帶領傷兵以身體堵住突破口，全部戰死。

未時二刻，燕軍第三梯隊投入戰斗。朱棣令旗牌官持金鼓督戰，后退者立斬。守軍將儲備的火罐（內裝火藥與鐵片）集中投向主攻方向，爆炸聲持續兩刻鐘。鐵鉉臨時征調的三百名衙役、書生組成補充隊，用削尖的竹竿作為武器。申時，燕軍鳴金收兵，城墻下遺留的兵器鎧甲堆積高度超過五尺，護城河完全被尸體阻塞。

危急之際，鐵鉉親自持劍在缺口處督戰。尤值一提者，當日守軍以鉤索（帶鐵鉤的繩索）拉扯云梯，共破壞燕軍攻城梯十四架。

七月二十日夜，鐵鉉實施精心策劃的詐降計。派使者獻降書，聲稱城內糧盡。朱棣率親衛百騎至西門受降，城門開啟瞬間，隱藏的千斤閘突然墜落，僅差毫厘擊中燕王坐騎。埋伏在甕城的弓弩手隨即放箭，燕王侍衛以人墻掩護撤退。此役燕軍折損二十七名精銳近衛，朱棣本人左臂中箭。

七月末，戰場形勢開始逆轉。朝廷援軍突破德州防線，威脅燕軍后方。濟南城內爆發瘟疫，每日病死百姓逾百，但守軍士氣未墮。鐵鉉下令拆毀寺廟銅像鑄炮，連文廟祭器都熔作彈丸。燕軍持續三個月的圍攻已折損三萬余眾，朱棣召開軍事會議，諸將皆言師老兵疲。

八月初三，燕軍開始有序撤退。為防追擊，朱棣令斷后部隊焚燒沿途村莊。鐵鉉謹慎應對，僅派小股騎兵騷擾，主力固守城池。至八月初九，最后一批燕軍撤離濟南府境，歷時九十七天的濟南保衛戰終告結束。