幽州城被围到第二十天的时候，完颜宗翰的粮草终于见了底。辛弃疾在战报里写道：“城中金军日发粥半碗，杀马取肉，马骨堆积南门内侧，高可及腰。”他写这几行字的时候大概趴在易水南岸的一块石头上，用的是从完颜宗翰烧毁的帅帐里捡来的半截炭条，字迹潦草却力透纸背。杨再兴每天照例到城下叫阵，骂到第十天的时候嗓子哑了，辛弃疾替他写了几行骂阵词，杨再兴照着吼了一遍，回营之后跟张显嘀咕，说这读书人骂起人来比俺们粗人还狠。
楚云飞在幽州城南大营召开了战前最后一次军事会议。辛弃疾展开那张被反复折叠得起了毛边的地图，上面标注了幽州四门的位置、城墙高度、金军箭塔和弩机的分布。岳飞用炭笔在图上画了四条线——西门、北门、东门同时佯攻，南门主攻。杨再兴的前锋营担任南门破城先锋，杨志的骑兵在东门牵制金军骑兵，刘锜的澶州守军在北门布阵防止金军突围，火器营则集中所有火炮轰击南门城楼。楚云飞只说了两个字——“三天。”
总攻令在第三天凌晨下达。南门城楼被集中了火器营三十门新式火炮，按辛弃疾在澶州战报中改良的角度标尺调整仰角，炮火覆盖了城头整整一个时辰。杨再兴站在攻城梯的最前端，右臂的绷带被他用牙齿咬紧了一扣。炮声停歇的瞬间，岳飞在南门外将令旗往下一挥，杨再兴第一个冲上了城头。金军的守城弩机还没来得及重新装填，他的铁枪已经刺穿了弩机手的咽喉。鲁智深紧随其后，六十二斤的水磨禅杖在城头上扫出一条血路，几个试图从侧面扑上来的金兵被他一杖扫飞，惨叫着摔下城去。牛黑塔和张显各率一队步卒从两翼攀城而上，三面登城同时得手，南门城楼在不到半个时辰内易手。
完颜宗翰在城内节度使府中亲自督战，将最后数千亲兵全部压向南门。杨再兴从城楼上往下冲杀，在节度使府前的十字街口撞上了完颜宗翰的亲兵队。完颜宗翰本人就在亲兵队后方，两人在乱军中只隔了不到五十步。杨再兴后来在给辛弃疾的信里写道：“俺看见宗翰那老贼了，离俺只有几十步远，他那面被俺们烧过两次的帅旗还在身后飘。俺朝他冲了三次，都被他亲兵拼死挡住了。可惜没把他活捉。”辛弃疾把这封信转呈给了岳飞，在旁边加了一行注——“再兴将军三次突入敌阵，阵斩宗翰亲兵数十人。宗翰虽未就擒，然金军士气已溃。”
完颜宗翰在亲兵的拼死护卫下从北门突围而出。杨志在东门也突破了金军防线，正率骑兵往城内穿插。两人都没能截住完颜宗翰。楚云飞在战后总结里说：“宗翰逃归草原，短期内无力再犯。幽州既克，河北全境收复。”
幽州城破的消息传到汴梁时，赵桓正在垂拱殿批阅奏折。他看完军报之后没有立刻说话，只是把军报放在案头，站起身来走到殿外廊下，望着北方的天空站了很久。然后他转过身来，对守在廊下的内侍说了一句话：“传朕旨意，忠义军全体将士，加俸三月。楚云飞晋枢密副使，岳飞晋忠义军都统制，杨志晋骑军都统制。杨再兴阵前勇冠三军，授忠义郎。辛弃疾战地书记有功，授承务郎。牛黑塔、张显各授校尉。”
圣旨传到幽州时，杨再兴正在城头帮着民夫修补被炮火炸塌的箭垛。他听完旨意之后愣了好一会儿，然后转头问辛弃疾：“忠义郎是多大的官？”辛弃疾说不算大，但比校尉高。杨再兴咧开嘴笑了，说那俺以后见着你不用行礼了。
幽州收复的消息传遍天下之后，金主吴乞买从会宁府连发数道急诏，命完颜宗翰立即率残部撤回草原，放弃燕山以南所有据点。西辽的耶律大石趁势东进，连克金国西线数座军州，与忠义军形成南北夹击之势。完颜宗翰在北撤途中焚毁了大量辎重和军寨，但杨志的骑兵一路追到了燕山脚下，缴获了金军来不及烧毁的最后一批攻城器械和粮草。
幽州城头，辛弃疾站在被炮火熏黑的城楼上，望着北方的燕山山脉沉默了很久。然后他从怀里掏出那本磨破了边的本子，用炭条在上他合上本子，写下新的句子——“四十三年，望中犹记，烽火扬州路。”写完合上本子，对身旁的杨再兴说，等北伐打完了，他要把这几年的战地书信整理成一本书。杨再兴问书名叫什么。辛弃疾想了想，说就叫《北伐书事》。
幽州收复后，楚云飞在给内阁的正式军报中写道：“臣飞等自澶州誓师以来，仰赖陛下天威、将士用命，克复幽州，河北全境光复。此役阵斩金军逾万，俘敌数千，缴获军械粮草无算。完颜宗翰遁归草原，短期无力再犯。臣谨奏：大军暂驻幽州休整，待后续粮草到位后，再议北上追剿事宜。”
军报末尾附了岳飞给赵桓的亲笔信，信上只有一句话：“陛下，幽州回来了。”
