八月之後，向山西大舉進軍的各路明軍進展迅速。

趙當世、郭如克與廣文祿三路軍隊，趙當世軍首先由風陵渡過黃河抵達山西蒲州。順軍往太原府城收縮兵力，晉西南形同虛設，各地衣冠介冑迎降如雲，僅平陽府有順軍大將黨守素招徠散兵遊勇近萬人駐防——黨守素在陝西時因馳援榆林衛，與高一功同敗於孫傳庭之手，也逃到了山西，李自成責令他戴罪立功收拾地方。

趙當世以覃進孝奉義前營兩千人為先鋒，三日之內，先後在平陽府城南部掛甲莊、太平關、三磴山等多處擊敗順軍，掃清了守野順軍。覃進孝回來見趙當世的第一句話就是“闖賊膽已喪盡，雖有兵，但士氣全無，我軍攻之，如摧枯拉朽，一往無前”。

軍隊之重，在於軍心。先後歷經北京、真定、禹門渡等多次關鍵決戰的失敗，順軍幾年征戰積攢下來的心氣蕩然無存，人人聞敵至，再也沒了當初如虎待戰的氣勢，無不是風聲鶴唳，唯恐奔逃落後。兵差一口氣，在你死我活間不容髮的戰場上，與行屍走肉無異。

郭如克軍同時從禹門渡入晉，與趙當世軍會於平陽城外，五萬餘大軍將平陽府城包圍得水洩不通，即刻展開攻勢。

平陽府城攻城戰，趙當世有意嘗試利用大數量的火炮攻城。這幾年，趙營的火器坊在湖廣開枝散葉，規模愈加壯大。在陸樸一、何大化等專業人士的苦心經營之下，培養出來一大批可以熟練製造包括一號紅夷炮、二號紅夷炮及大佛朗機炮在內多種制式火炮的能工巧匠。且製造過程中逐步規定了鑄造時所需要依照的各類資料，比如鑄造銅鐵用料比例、炮管長度、管壁厚薄等，皆立標準，各地火器坊在鑄造相應火炮時必須一絲不苟按照既定標準行事，是為“模數”。

模數的存在保證了火炮鑄造各部件的安全吻合，並可互換。為了提升鑄造效率，何大化與何可畏商議後，由承宣知政院進行最高階別的統籌，將火器坊的工作內容改革，把原先各地火器坊分頭鑄造整門火炮的方式改變為某地專責生產一到幾項火炮配件。像武昌府的火器坊專門生產炮管、江陵府的火器坊專門生產炮耳、承天府的火器坊專門生產炮車輪轂此類種種，最後各地火器坊分別將成品運送至襄陽府火器坊總部進行統一組裝。各地火器坊的工匠需要精熟的業務範圍因此大大縮小，既增強了專業熟練度，也極大提升了鑄造速度。

從模數的標準統一出發，對於炮手的訓練成本也大大降低。大多數時候，即便沒有實炮進行操練，炮手也能預先熟悉相關流程及火炮相關資料，有關火炮裝藥的配比、銑尺與炮表的使用規範等知識都可以提前學習，等上手火炮，自能少去許多磨合上麻煩。

何大化後來針對炮手操練又補充了些內容。首先規定，後續引進新的炮手，必須是能看懂圖紙、識得文字的良家子弟。如此一來，這些新炮手在後續對使用銑尺、炮表以及理解彈道相關領域時能學得更加透徹和迅速。故而炮手的待遇高於一般兵士，因為他們所需要掌握的技術更加複雜、學習成本更高。在此基礎上，何大化與勞崇漢合作翻譯了不少西洋火炮書籍，更引進西洋軍隊操作火炮時的仰、 平、 倒三種射法，嚴格規範了炮表的使用方式，對炮手進行進一步的鍛鍊，顯著降低了演習場上的脫靶率。

在最新的試炮演武上，最優秀的炮手甚至能在三炮之內準確轟擊近二里外緩坡上的標靶，這樣的成績是明軍此前聞所未聞的。以至於有目擊的明軍發出“大炮之利遠勝鳥銃，而今準頭亦不輸，復將鳥銃置於何地”的興嘆。當然，鳥銃之重要，當前絕對不可能被火炮取代，但由此可窺見不斷追求進步的趙營在火炮運用方面的得心應手。

這般集火炮鑄造和炮手訓練為一體的、成體系的高效流程令趙營在短短几年時間內生產出了大量的火炮以及培養出了許多可靠的炮手。

趙當世在平陽府城外光架設專用於攻守城的一號紅夷炮就有近一百餘門，此外，二號紅夷炮、大佛朗機炮作為補充火力零散期間，更有火器坊近期新研製發射“開花彈”、被命名為大虎蹲炮的一種臼炮。雖說以當前的生產力與技術水平，尚無法克服引信設計與炮彈強度兩個研製開花彈的難關，但這難不倒趙營火器坊。真的實現能夠起爆的開花彈做不到，那就迂迴前進，將之改為填裝火油、炸藥包等物什的形似“開花彈”，再利用後續諸如火箭點火等方式形成殺傷。雖然麻煩，但威力仍然不容小覷。

當其時，順軍在平陽府城外鑿重壕、立堅壁 ，阻礙明軍前進。明軍數百門火炮在城外一二里的陣地上分別排布，或臨坡設立、或密佈