西式火砲对明末城防战的影响──以崇祯五年莱州战役为例

锺恩瀚 ‖ 西式火砲对明末城防战的影响──以崇祯五年莱州战役为例


作者：锺恩瀚（埃默里大学历史系博士候选人）
电邮信箱：ychun58@emory.edu
来源：《新亚学报》，第三十九卷（2023年08月）
编者按：公众号版本征得作者同意，删去所有注释、插图、参考书目。原文足本，请以华艺数位平台（https://www.airitilibrary.com/）下载版本或纸本学报版本为准。
本文共计24000字，阅读时长约为95分钟
英文题目及摘要附于文后
Title and abstract in English are attached at the bottom.
本文以莱州城攻防战（1632） 为案例，分析明代欧洲火砲传华初期对中国传统城防工事的影响。本文认为，虽然红夷砲对城防工事带来严重破坏并杀伤不少守军，但由于攻城军缺乏有效的火砲攻城战术，结果未能顺利攻下莱州城。攻城军最大的战术缺陷在于未能把握砲击后的时机派步兵攻城，容易让守军以临时措施修补城墙。直至 1640 年代初，战术不足的问题仍持续限制红夷砲在明清战争的攻城战中的作用。另一方面，莱州城守战中守军发展出多种临时措施及设计加强城池的抗砲能力，不少更与早期现代欧洲的城防设计甚为相似。其中，守军曾筑重城并以沙土和木材吸收砲弹的冲击力，此两项措施均见于十六世纪欧洲的火砲堡垒。这显示明代守军曾积极修改其城防系统，以应对红夷砲的挑战；可惜的是，这些措施在战后并没有受到重视，未为中国城防设计带来改变。
一、问题的提出
受益于近三十年来中外学界对十七世纪来华西式火器的研究，红夷砲对明清战争的影响已得到基本体认。论者多同意满清得以一统中原的原因之一即在于其现代化的火砲部队，不少学者更指出十七世纪中国的火砲技术至少与同时期欧洲各国并驾齐驱，并称明清中国为「火药帝国」。然而，在早期现代的欧陆战争中，火砲影响巨大是因为它能迅速摧毁中世纪的旧式城墙，导致一系列防御工事设计的变革。根据帕克 (Geoffrey Parker) 著名的军事革命理论，为了筹措资金建造及派人驻守这些昂贵的新式堡叠──稜堡式要塞（又称文艺复兴城堡；trace italienne) ，欧洲各国被迫改革成中央集权政府，结果催生出现代国家政权。换言之，火砲对早期现代欧洲影响深远，其中一个原因便是它有效挑战原有的城防系统。
不过，学界对于传华西式火砲对明清中国城防系统的影响却关注甚少，现时并未有专门研究的著作或文章，只有一些明清战争史或军事技术史研究偶有谈及火砲对中国城防系统的影响。大部分论者均认为，火砲并未改变明清时期的传统城防系统及设计，其主因有二：其一，中国的火砲技术低劣，政治腐败，未能对中国传统的城防系统构成挑战。这论点主要见于中国学者，例如《中国筑城史》的编者便认为：「尽管中国的火砲出现得较早，但火器并未能得到迅速改进。加之，火器主要掌握在腐朽的王朝亲贵手中，如明代的神机营， 『令庸工做之，庸将做之， 庸兵习之。造者不精其制，主者不究其用，习者不臻其妙。』基于以上原因，火器对筑城的影响也就受到限制。」
第二个论点，则获得中外学者的一致认同。这个论点认为，中国传统厚实的城墙本身便能够抵挡火砲的轰击，故此并没有改革的需要。帕克在《军事革命》断言，东亚厚实的城防工事令西式攻城砲对之无能为力；章生道认为，在发明现代火砲以前，中国的城池是「不能摧毁的(indestructible)」，坚固的城墙令穴城或砲击均十分困难；《中国筑城史》亦写道：「火砲并不是短时间内就能使筑城体系发生影响，特别是中国的城池筑城体系比较坚固，火砲在没有发展到有效地摧毁城池体系前，不可能引起城池体系的根本变革。」欧阳泰（Tonio Andrade）在《火药时代》一书中，解释了中国的城池抗砲能力较高的原因。他指出，明代中国的城墙大都是以内夯土、外铺砖石的方式兴建，这种设计加强了墙体吸收砲弹冲击力的能力；更重要者，与中世纪欧洲垂直的城墙不同，中式城墙都带有一定斜度，这设计令城墙得以卸去砲弹部分的冲击力。欧阳泰甚至透过逆向推论，指出中式厚实的城墙减低了中国人发展火砲的意欲，因为火砲根本难以攻破中式城墙。
但另一方面，亦有学者认为西式火砲已对中国传统的城防系统构成挑战。黄一农认为，早在1631年吴桥兵变时，已显示出「中国的城墙构造自此（红夷砲传入后）不再具备足够的防御能力。」不过他亦承认，纵使中国的城墙不能防御红夷砲，中国的军事工程师并没有作出相应的回应，他在注释补充：「许多欧洲的城堡为因应红夷大砲的普遍使用，而在其建筑设计和材料结构上，开始出现相当大的改进。但明季除了辽东一带，其余地区的城墙或堡垒，多不曾进行相应的修整或重建。」可见，黄一农对于红夷砲是否、如何改变中国的城防战模式，是有些犹豫不决的。
欧阳泰则以欧洲的稜堡与中国传统的城池作比较，指出后者在火药时代的不足之处。他毫不留情的写道：「文艺复兴堡垒被称为欧洲扩张的关键科技确实当之无愧。传统城墙──即便是中国的那种厚实城墙──皆可靠着强攻而打下来。只要轰掉城垛，迫使守军无法再对外射击或者对进犯部队抛掷石块、死狗及人类粪便，即可爬上城墙。若是不想登墙，也可撞破城门。但要攻下文艺复兴的城堡，就需要大型的攻城工事，也必须预期敌人会进一步构筑防御工事。」在他看来，中国的城池由于欠缺稜堡设计，守军的防御有其死角，攻城军只要能到达城墙之下，就能利用这死角，安然破坏墙体和城门，一拥而入。
不过，较近期的研究则指出，自西式火砲传入，明季的城防工事设计已渐渐出现变革。庞乃明在〈欧洲势力东渐与晚明军事工程改良〉一文，以戚继光改造长城铳台及晚明东南沿海地区新建的防御工事「铳城」为例，指出中国的城防系统已因应新式火砲的引入及挑战，而进行相应的改良。他在文末总结道：「明代军事领域的这一现象表明，晚明中国虽然弊窦丛生，日趋衰落，但中国社会并不僵化保守，固步自封，中国人在中外交往中依然自信并充满智慧。」另一方面，郑诚提醒我们，欧洲的稜堡技术确曾与火砲技术同时传入明末中国，多名天主教士人都曾大声疾呼要求进行城防改革。徐光启多次上书请求兴建类似于西式棱堡外围工事 (outwork) 的「万年敌台」；孙元化在其著作《西法神机》中附入〈铳台图说〉一章，解释稜堡交叉火网的概念，并多次上书请求将传统的「方形角台」改为「锐角台」，以消去传统城池的火力死角；韩霖所着《守圉全书》，其中〈设险篇〉为明末有关西式筑城技术最为详尽的专著，按郑诚之考证，其底本很有可能来自意大利筑城专著《论城市设防》(Della  Forfificatione delle Città) 。这些例子都表明，西方稜堡技术已循不同途径传入明代中国。
由是观之，「西式火砲对十七世纪中国城防系统的影响」这个问题，研究者意见纷纭。大部分学者认为火砲对传统中国城防系统无甚影响，一部分学者却认为火砲足以挑战传统城池。究其原因，是因为现时仍没有研究专门探讨这个课题，而本文正希望通过细致的案例研究，展现问题的复杂之处，深化认识。
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研究方法
莱州城攻防战是明清战争中，最早投入红夷砲的战役之一。1628年，天主教士人徐光启、孙元化成功说服崇祯朝廷，从澳门请来砲兵团授以火砲技术，并在山东登州建立火器营。不幸的是，其孔有德部在 1631年叛于吴桥，并回师夺下登州，尽得其中红夷大砲及西洋大砲。整顿一番后，叛军便挥军西进，围攻莱州府城；随着围城日久，更从登州运来西式大砲。结果，莱州城防战成了火砲营的大型试验场，可谓十分讽刺。
前人对于吴桥兵变已有一定研究。黄一农着有两文研究吴桥兵变，其中〈吴桥兵变：明清鼎革的一条重要导火线〉一文详尽解说吴桥兵变的来龙去脉及影响；〈崇祯朝「吴桥兵变」重要文献析探〉则深入考证关于兵变的重要史料：毛霦《平叛记》、徐从治《围城日录》、张忻《归围日记》、补过居士《东事纪略》及其他已佚诸书。本文可谓建基于两文而书。沈定平《明清之际中西文化交流史 明季：趋同与辨异》一书亦有章节专研吴桥兵变，并指出登州及莱州之攻防战为中国最早双方大量使用火器的案例。外文研究方面，Christopher Agnew,  “Migrants and Mutineers: The Rebellion of Kong Youde and Seventeenth-Century Northeast Asia” 一文以社会及经济角度审视吴桥兵变，指出渤海湾地区的大规模移民与明廷在该地的军事政策激化了社会矛盾，最终导致兵变。各文均有略提莱州城攻防战，但由于重点在于吴桥兵变，并未深入分析战役的经过及影响。本文将焦点置于莱州城攻防战的经历上，望能一窥明清之际西式火砲对攻城战以至整个明清战争的影响。
诚然，莱州城防战并非中国地区第一场投入红夷砲的攻城战。早在 1630 年，明军便在葡籍铳师的支援下以红夷砲从清军手上夺回滦州。而在 1631 年，皇太极亲率的后金军则挟其新建火砲部队攻下大凌河。事实上，叛于吴桥的部队原本便是奉命北上解大凌河之围。但就用砲规模而言，莱州城防战远超前二者。在滦州之役中红夷砲作用虽大，但后金军亦没有坚守的意志，在「明兵复发红衣礮。击坏滦州城垛，城楼焚」的情况下，便仓卒弃城，结果红夷砲未有很大的发挥机会。大凌河之役历时八月之久，其中红夷砲为后金军迅速拿下城外堡台，夺获其中大量补给供养围城部队，并容易让清军掘壕围城，阻绝援军，作用显著。然纵观整场战役，后金军并未尝试以红夷砲直接攻打城池；大凌河守军出降，主要原因是城内粮绝而援军迟迟未到，故此役后金军之成功更应归功于皇太极「围城打援」的战术。
反观莱州城防战，历时逾七个月，其中叛军长时间以红夷砲攻城，更尝试以不同战术提升火砲之效，于用砲规模而言远超滦州和大凌河之役。另一方面，守军起初虽对红夷砲认识不多，但却能够灵活变通，以临时工事提升城池的抗砲能力。双方你来我往，让我们得以深入了解传统中国城防系统对抗新式西洋火砲的能力。更重要者，相比滦州和大凌河之役，莱州城攻防战存有大量史料，容让本文从多角度回溯整场战役，并分析其中细节。
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主要史料
本文主要使用三种日记体史料，分别为徐从治所着《围城日录》、张忻所着《归围日记》、以及毛彪所着《平叛记》。徐从治于崇祯五年任山东巡抚，旋即入莱指挥城守，于同年四月十六日不幸中弹身亡。《围城日录》起自正月十二日至四月十四日，以莱城最高指挥官之第一身视觉记录战况；本文使用山东省博物馆藏清钞本。张忻原为山东掖县人，天啓五年进士，围城时因弊案被降调，路经莱州回省时被困，遂出资出力协守，主守东北角。《归围日记》起自张忻崇祯四年末回乡路上，止于三月二十二日。其记录多集中于战况，然并不限于东北角；本文使用山东省博物馆藏清钞本。
毛彪自称山东掖县芙蓉岛人，偶然于康熙五十年（1711）获得多部前人有关吴桥兵变的记述，鉴于各书记述互有详略，遂综之而成《平叛记》。《平叛记》虽为后人所着，但抄录了多部现已失佚的著作，包括谢三宾《视师纪略》、谢琏《围城日记》等。其中谢琏在莱城被围时为登莱巡抚，与徐从治协守，七月为叛军诱执，故其日记亦提供了第一身史料。与《围城日录》及《归围日记》相比，《平叛记》对莱州之战的记录更为详尽。本文使用的是北京师范大学图书馆藏康熙五十五年毛贡刻本，书中多有避讳、缺笔及挖改，例如首句即易 「孔有德」为「李应元」。中华书局在2017年出版了 《平叛记校注》，底本为康熙初刻本，序文最多最全，并与《归围日记》及《围城日录》作对比，惜笔者在截稿时仍未能获得该版本，还望同仁指证。
二、莱州城攻防战背景
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兵变
崇祯四年(1631)八月，后金皇太极率兵数万，围攻由祖大寿领兵防御的明朝大凌河要塞。大凌河位处辽东前线，孤立无援，朝廷急自关内调兵解围。时任登莱巡抚孙元化命张焘率领包括公沙的西劳等葡军在内的部队，与黄蜚、孔有德部合兵，循海路到敌人后方登陆作牵制。然而两支部队先后在海上遇上台风，结果滞留于旅顺旁之双岛。至十月，面对朝廷压力，孙元化命令双岛上的孔有德及吴进胜部队撤回登州，再于十一月命孔有德率兵一千作先头部队从陆路援大凌河。
孔有德部却没有急军北上，反倒刻意拖延，至出发近两月后方始离开山东省。孔部行至吴县时，当地居民罢市，令军队「无所得食」，有军卒因此与县民发生争执。孔有德对该军卒施以穿耳之刑，引起部队哗变，其中千总李应元及其父亲李九成将孔有德缚至演武场，逼孔有德叛变，孔有德同意。由于叛军家属均在登州，孔有德遂回兵东指，途中连陷陵县、临邑、商河、青城及新城。叛军得以连陷山东各地，并非因为其作战能力高强，而是因为孙元化及余大成两巡抚仍希望以招安方式来平息孔有德部之叛，而孔有德亦不时摆出愿意受抚的姿态，结果孙元化命官军「不许截杀」，让叛军从容横过山东省各地。
但是，孔友德部队到达登州后，不仅没有接受招安，反而攻打登州府城。当时城内驻有由张焘及张可大率领、包括葡军在内的精锐部队，城上亦部署西洋大砲，城防甚坚。岂料至崇祯五年正月初二(1632.02.21)，守军出城接战，张焘以辽人为主的部下突然叛变，守军兵败回城。次日，叛降的张焘部下诈称反正，重投登州城，孙元化中计，准许入城，叛军混入登州，当晚与城外叛军里应外合破城。孙元化自刎不遂，为叛军所执，总兵张可大自缢于蓬莱水城，城内葡兵十二人近半战死，部分则得以逃脱。至此叛军坐拥登州城内兵马、十万两饷银以及当时最先进的西洋火砲，当中包括红夷砲二十余门。既得登州作为据点，叛军四出攻城掠地，并招降各地辽人加入，扩充声势。叛军于正月二十九日击败来剿官军后，主动出击，于二月初三开始围攻莱州府城。
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莱州府城的地理位置及防御工事
莱州，春秋时属齐国，汉代置东莱郡，明洪武元年(1368)升为府，隶属山东布政司，府城附郭县为掖县。莱州府辖掖县、平度州和胶州等二州五县。莱州府城西北临渤海，距离三山海岸六十里（约32公里），近岸有三山岛、小石岛及芺蓉岛三岛。莱城外围有多处山川，较近者包括城西北五里的福山、城东七里的雄山及城西南五里的亚禄山，较远的有城南十五里的高望山、城东十二里的双山以及城东二十里的大基山。莱城亦为多条河流环绕，其中最接近者为距城南只有一里的掖河，掖河源自大基山，经饮马池过城南再向北流，绕城西北出海，城南远处另有三里河、七里河及十里河，均于城西与掖河合流入海。城东北亦有距城十里的淇水河及距城二十里的上官河。
明代以前莱州城池的状况已不可考，明太祖洪武四年（1371) ，莱州卫指挥使茆贵曾复修城池，但城池当时仍然为土筑工事。至万历年间城垣已渐败坏，加上倭寇威胁日增，地方官员遂于万历二十六年（1598）商议重修城池，历三年而功竣。修葺后莱城城周超过九里，围墙全长一千四百七十六丈九尺，墙高三丈五尺（约11.2米），城头阔二丈（约6.4米；另有记载为二丈三尺），垛墙高五尺（约1.6米）厚一尺（约0.32米），墙身以名甓水磨砖石砌成，砖后实以泥土，城头上则灌以三合土。城墙东南西北各开一门，门洞高一丈四尺（约4.5米），阔约一丈二尺（约3.8米），其上设有广三丈二尺（约10.2米）的门楼；四角有较小的角楼，另外城墙「门隅之间」设有共二十四所铺舍。此外，亦有记载称城墙另设了敌台十一座，每座可容十多人，台基六尺，三尺外露、三尺入于地，台身则披以砖石数重，砖后实以土并灌以灰浆，台上女墙高厚与城相同。
城墙外掘有深二丈（约6.4 米）、阔四丈（约12.8米）之濠沟，四门之外设桥渡河，桥下设石闸作蓄泄之用，濠沟外另有郭垣，外郭同样设大小城楼，并另有八座戍楼，郭外再设称为「周庐」的哨岗。莱城外东北里许建有演武场， 其中有官厅、营房及高台，台上建有海山亭。据传说载该台为南燕时慕容氏所建，名为燕台，明中叶年间进行修葺及扩建，修建后的燕台高若三丈，围长若二十八丈；海山亭高二十尺，围长百余，台外建有围墙环绕，可作为城外据点，与莱城互为犄角。参见图一〈莱州府城图〉。
莱州城内驻有莱州营，以参将领之，参将署位于北门内街。城内又有守备署，位于县治东南，其中设有造药局两间及火药局三间。城内另有兵营两处，东操厂位于府处东北，西操厂位于府署后，但后来西厂改为守备处，兵营位置则无可考。莱州营创于万历二十五年（1597），主要用以对抗倭寇，由一员参将统领，其下分为六营，各由把总一员率领，每营有哨官五员、马步兵500名，合共哨官30名、马步兵3000名，后改以都司代参将统领莱州营。万历三十年又添设水寨一营于三山（岛），由把总一员统领，其下有哨官两员，水兵418 名。同年九月莱州营被裁，兵员略减至把总五员、哨官12员，马步兵3400余名。莱州城外亦有若干水寨，多建于万历抗倭年间。
根据《平叛记》记载，莱州知府知悉兵变后，于十二月十三日命令莱州营及三山海口、女姑海口两营防汛回城，另外附近五卫所之官兵亦留在城内，一同协守。由此可知，当时守城的官兵除了莱州营官兵外，亦包括隶属北海汛的三山海口墩堡及不知隶属何汛的女姑海口水军。北海汛兵员分置王徐海口、三山海口、小石岛海口，共有千把一员，马兵十四名、步兵二十九名，但书中并未清楚记载共有多少汛防兵员回城协守。
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莱州城的战前准备
孔有德叛于吴桥以后，叛军在回军登州期间攻掠沿途不少城池，其兵锋亦曾掠过莱州，但莱州知府朱万年的智谋与远见拯救该城免于这次灾劫，据《平叛记》载：
（崇祯四年十二月）十八日（1632.2.7）贼抵莱州。前十一月，贼赴援过莱，时朱守（朱万年）知其必叛，以牛酒厚享于郊，贼甚德之。至是，贼回遣人向朱守曰：「朱上台勿恐，前厚享之恩，终不敢忘也，秋毫无犯而去。」
朱万年是否知道孔有德所率的部队必然反叛，此说法自值得商榷。然而明末时期，官军骚扰地方百姓时有所闻，而孔有德统领的辽人部队更是恶名昭彰，吴桥兵变便是因其部士兵与平民发生争执而起，故朱万年以酒肉招待官军，很可能只为确保后者不会骚扰城内居民，避免军民冲突。无论如何，朱万年此举无疑使莱城避过一劫。
但孔有德在崇祯四年闰十一月二十八日（1632.1.19）叛于吴桥、屡破山东各城后，莱州府知府朱万年于十二月十三日示城守约，宣布莱州城进入作战状态。以下节录部分守约内容，为方便引用，笔者以点列方式叙述：
1. 「每户取壮丁一名，编派城头，以充垛夫」
2. 「筑城周围三里十八步，城垛共一千七百七十八箇，竝大楼、角楼、马面，量安红夷大砲一尊，用四轮车驾之，以便转移那动，且防退崩伤人之患。」
3. 「守垛之夫，各置猛棍一根，高出人头，粗如鹅卵，每十觔为度，务以坚实木为之。」
4. 「每垛置箭帘一挂，既可避矢，亦可蔽敌人眼目，我更可以阴施礮矢。」
5. 「每隔一垛用砖石垒之，高厚皆与垛齐，上堆雷石，以御敌人。」
6. 「每垛派守门夫五人，至夜每人守一更为度，令箭不时巡查。昼则止用一人，其四人下城各作生理，有警鸣钟，务必各守其地，违者以军法从事。」
7. 「敌人攻城多用云梯，以矢石御之，多不得近。至城下或已竖起，即用钩钩住，提上城头；或用撞杆撞之，可应手而碎；或钩住梯左，叉往梯右，顺城一推无不斜倒零碎者。」
8. 「莱营防汛三山、女姑海口者，俱撤回派守城头，莱、胶、灵、鳌、雄五卫所春班边军，俱题留在城一同护守。」
9. 「大楼、角楼下，各屯军五百，画则升旗，夜则挂灯，有警以此为号。一处有事，只令左右屯兵救援，其他不许乱动以防指东击西之虞。」
10. 「四门四角重地，专任有司，武职协同，以在城乡绅，谋画指挥，悉听约束」
11. 「四大楼前，各叠墙一堵，以护楼门，楼中坐卧，可恃无恐」
12. 「城下四门外，各叠大墙，以护城门周围，亦叠短墙，以护避难诸人」
从守约可见，其时守军的守城思维仍然以冷兵器为主，其中只有第2条与火砲有关：「大楼、角楼、马面量安红夷大砲一尊，用四轮车驾之，以便转移那动，且防退崩伤人之患。」门楼、角楼及马面等处较城墙为阔，较适合使用红夷砲等大型火砲。除了红夷砲外，守军亦有西洋砲、灭虏砲等管型火器，但他们所使用的火器仍以旧式的爆炸、燃烧火器为主，《平叛记》便记载「谢琏命都司鲍守正制火器……制万人敌、轰天雷、火箭、火球等项，陆续运至城头。」万人敌、轰天雷、火箭、火球等都是投掷式的对人员火器，攻击范围远不如管形火砲，更遑论叛军将要使用的新式红夷砲。
另一方面，守约亦显示朱万年预计叛军将主要以冷兵器攻城。其中第7 条言：「敌人攻城多用云梯，以矢石御之，多不得近。至城下或已竖起，即用钩钩住，提上城头；或用撞杆撞之，可应用而碎；或钩住梯左叉往右，顺城一推无不斜倒零碎者。」便预期叛军将以云梯攻城，故为垛夫预备了反云梯武器。而若敌人至城下，则建议垛夫使用雷石轰之，如第5条所言。另第4条言「每垛置箭帘一挂，既可避矢，亦可蔽敌人眼目，我更可以阴施砲矢」，亦可见守军亦预期叛军将以箭矢作为远程武器，故认为箭帘能为垛夫提供足够掩护。不过，其时距葡人铳师来华只有两年多，红夷砲并未普及成明军制式武器，莱城守军未预期叛军将以红夷砲攻城，亦属合理。
三、莱州城攻防战的经过
崇祯五年二月初三（1632.3.23)，首批叛军共五百骑从东北接近莱城，并在城东碑儿坡、城西福禄山（皆离城五里）各置一营。二月初四，叛军展开攻城，打响这场长逾半年的围城战。本文将焦点置于围城战首个月的作战过程，按叛军的攻城手法将战事分成三阶段，首阶段叛军以传统攻城手法，使用云梯、𨋢车等冷兵器攻城，第二阶段以红夷砲攻城，第三阶段则以穴城攻城。各阶段的战事反映了中国传统城池设计面对不同作战方式时的优劣，有助我们进一步评断中国传统城池应对不同攻击的能力。
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第一阶段：冷兵器作战
（崇祯五年二月初三至初十日1632.3.23-30）
二月初四日凌晨，「（叛军）精锐驾云梯，执挨牌，攻东北角甚厉，伐树填濠，蚁附逼城。」展开攻城作战，守军借助火器于城头拒守，在早上击退叛军。翌日叛军分五面攻城，亦被莱城军民击退。初六日守军趁叛军稍退，缒人出城，焚毁叛军留下的云梯等攻城器具，逼使叛军暂缓进攻两天。初九日早晨叛军再度攻城，强逼难民将云梯、䡴车（攻城用冲撞车）各数十推近城池，并辅以西洋砲四面环攻，守军以「礮箭木石」还击，再度将叛军击退。初十日叛军试图于东北角外掘地道攻城，守军尝试缒人出城，突袭掘城叛军，不果，只得回城。至此，第一阶段作战结束，叛军未能以云梯、䡴车等冷兵器攻陷莱州府城，唯一进展是在城东北角处站稳阵脚，展开穴城行动。二月十一日，叛军于西门外建筑临时砲台，展开第二阶段攻城。
在首阶段作战中，攻守双方虽偶有使用火砲，例如徐从治《围城日录》载「杨总镇内丁李守业等善放火砲」，而叛军亦在初六日辅以西洋砲攻城，但由于《平叛记》及《围城日录》均没有记录该次砲击的杀伤力，可推测砲击的作用不大。此次砲击破坏不大，主要原因是叛军使用火力较弱的西洋砲而非红夷砲。现时学界对于红夷砲与西洋砲的分别仍然认知不多，而且明人著述亦经常将二者混淆。不过，《平叛记》的作者多次区分两者，例如在谈及各砲使用的火药份量时，便记载红夷砲需用「硝一斤、黄一两八钱、灰三两二钱」，而西洋砲则需用「硝一斤、黄一两八钱、灰三两」，两者用药份量不同，可知两者规格并不相同。而毛霦在文中先记红夷砲再记西洋砲，而且登州城内红夷砲数量远较西洋砲为少；加上，各史料均记叛军运来红夷砲后，砲击对城池的伤害大增，故红夷砲很可能属更高等级、火力及破坏力更强的火砲类型。
在首阶段作战叛军只有西洋砲而没有红夷砲，可能是因为西洋砲口径较小，体积亦较红夷砲细小，较易搬运，故随首批叛军先到达莱城。红夷砲虽然攻击力强，但机动性却低，故叛军先尝试以冷兵器及小型火器攻城，待发现攻力不足，方将红夷砲从登州运来协助攻城。现有史料并未告诉我们由登州运送红夷砲至莱州所需要的时间。根据西蒙．佩珀（Simon Pepper）和尼古拉斯．亚当（Nicholas Adams） 对十六世纪中期西恩纳围城战（Siege of Siena, 1553-1555）的个案研究，在最佳情况下一枝半鸠铳 (Half-Cannon) 一天约能行进九英里（约14.4公里）。莱州府距登州府一百八十里（约六十英里），以此推算，在良好情况下将红夷砲运至莱州城约需六天。由此可见，红夷砲虽然有效，但其低机动性却拖慢整个攻城行动，结果纵使莱州与红夷砲所在的登州相去并不远，而且两地的通道由叛军控制，叛军还是决定不待红夷砲而先行攻城。
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第二阶段：砲轰莱州
（崇祯五年二月初十至二十一日1632.3.30-4.10）
叛军速战速决的如意算盘没有打响，守军轻易挡下了三波强攻。鉴于第一阶段三次攻城均受挫，叛军停止强攻，转而着手修建砲台，希望透过砲轰逼使城内军民投降。他们一方面等待红夷砲运至，另一方面在城西护城河吊桥外竖起门扇作掩护，在门扇后堆栈树枝、土木乱石等物，筑起一个高度与莱州城墙相当的临时砲台。这个临时砲台既座落城西护城河吊桥外，应与城墙极为接近，按《掖县志》所载，莱城护城河深阔四丈，约为12.8 米，可知砲台离城极近，很可能与城墙只相隔20米左右。
砲台建成以后，叛军立刻在其上部署西洋大砲，开始砲轰莱城。叛军的砲手瞄准技术颇佳，「准如打的」。面对叛军的砲击，城内军民首次感到恐惧及忧虑，「（叛军）对西门吊桥层叠门扇，堆积树枝，和以土石，结台基于城，将安置西洋大砲，人心惊惶。」
二月十二日，叛军终于从登州运来八尊红夷大砲。这批红夷砲每尊要用四头牛拉动，约重二、三千斤，《归围日记》载其砲弹最大者重十二斤（约15.6磅），很可能为半蛇铳（Demi- Culverin）。据董少新及黄一农考证，己巳之变葡人退守涿州，道中曾弃一半蛇铳，显示蛇铳应已为当时明军所用；叛军从登州掳得的很可能亦是同规格的火砲。叛军于翌日立即展开砲轰，在十三日早上将红夷砲部署在莱城东北角外「三面环攻」，三种史料对于被红夷砲轰击下的莱城，描述甚详：
辰时，贼于东北角架红夷大砲，三面环攻。铁子大如升，小如拳，重七八斤不等。有重十余斤者，击角楼垛口竝守垛人，应声虀粉。遂取所造木垛障之，用水湿绵被遮其上，我兵虽不无损伤，而捍御益力。至酉，贼乃引去。
贼于东北角架红夷大砲，三位环打，子大者十二斤。城垛虀粉，守城者当之立碎。因造木垛，用水湿绵被遮其上，亦不能御。
辰时架红夷火砲于东北角三面环攻，铁子如升大，打碎角楼、崩坏垛口、守垛，立时虀粉者数人。我官丁亦被损伤，俱不避危险，极力守御，至酉始退。
从引文可见，叛军的砲击目标主要为墙头垛口及角楼，亦即守城军队最集中的作战平台，故最受害者为城头上守垛之人。叛军所用砲弹约重七至十二斤，换算约为9.1 至15.6磅，口径较细，主要用于杀伤人员而非破坏工事，但已经足够破坏城头上只有0.3米厚的垛墙，当城垛被击碎时，其碎片很可能杀伤附近士兵。
为了减轻火力凶猛的红夷砲带来的伤害，守城者在城头摆放木垛作掩护，并再盖上湿绵被以吸收火砲的冲击力。但此临时措施显然未能完全抵御红夷砲，以至张忻指这些防御措施「亦不能御」，导致「我兵不无损伤」。幸运的是，叛军除了进行砲击外，似乎未有其他进攻行动，亦未有派步兵协同作战，故此城头虽然满目疮痍，但却未有实时城陷之险。
经受一整天砲轰以后，莱州军民于翌日（十四日）反击。由于叛军在西门外新筑的砲台上，向护城濠投掷树技、门片等杂物，试图填濠，眼见叛军不久即能从砲台跨进，徐从治以重金募死士持火罐出城，与南门外的难民配合，同时城上「密施砲箭以护火者，贼伏墙内而不敢申首」，终将西门外之砲台焚毁。可惜的是，守军虽然赢了一仗，但却未能彻底扭转劣势。十五日，叛军于被毁砲台左右两边、「离城不远」之处，各筑一台，更糟糕的是该砲台表面「覆土砌砖，砲击之不动」，叛军又将东北角的红夷砲移至西门外的砲台上，预备攻城。另一方面，叛军在东北角外的地道亦掘至城根，令莱城岌岌可危。
十七日，叛军展开开战以来第二次大规模砲击，《平叛记》及《归围日记》均指叛军从东北、西北、正东、东南四面进攻，而对西门的攻击最强；但专守西门的徐从治却认为「贼专攻西门而佯攻各门」。徐氏作为西城防务的指挥，驻守于西城门楼之中，故能够以第一身描述门楼遭受砲击时的状况，他在其日记写道：
火砲所击，雉橹皆倾，幸预设木垛以待之，穿门透壁、裂柱坏垣，如轰雷震耳。余（徐从治）坐城楼内，忽一弹打破松板槅窓而篏入墙内，经余坐处，若有天幸。然拾铁弹百余，大者重六斤，次者重四斤。存亡在呼吸间，门夫、班军跕（踮）立不住，非杨总戎身亲矢石，则两家官丁，谁肯出死力以捍城哉？各丁被砲伤者二三人，轻伤者五六人。
而根据《平叛记》载，徐氏在当天战事中左胁中弹，幸好盔甲挡住了砲弹，只受轻伤。
从徐从治的描述可见，中国传统以砖木构造建造的城楼抗砲能力薄弱，砲弹能够「穿门透壁、裂柱坏垣，如轰雷震耳」，而且从窗门穿入的砲弹仍能透进墙身，可见砲弹进入楼内冲击力仍大，若楼中人员被击中，当非死即伤。而根据前文所载城约，守军在「四大楼前一各叠墙一堵，以护楼门」，并相信此墙能保护楼中之人，但它显然未发挥预期的防弹作用。
面对铺天盖地的砲火，城头守军的防线更是处于崩溃边缘。按张忻所记，当时城头的门夫班军已想着放弃后退，幸好杨御蕃「拔刀誓众，亲立于砲石之间，见退缩者以刀斫之，众始竭力放砲，贼多被打伤。」最终当天守军轻重伤者数十人，死者近十人。
十八日叛军进一步加强攻力，城垛都被砲火轰去，而临时加设的木垛，挡住守军视线，反为叛军提供了便利：
十八日贼攻西门益力，城垛尽堕，因用木板为障不能远了，贼遂闯门下拆毁城门，合城大恐。杨镇（杨御蕃）乃于城上凿一孔，自上投火药，贼始不敢入。时贼蜂拥城下，杨自抱万人敌掷烧，贼立时死于灰烬者，不计其数。
木垛作为临时防御工事，虽能减轻火砲带来的伤害，却阻碍守军了望，结果叛军掩至城下亦未察觉，待叛军破坏城门方始察觉。由于城头欠缺打击城墙下敌军的平台，结果守军需要凿开城墙以投下万人敌等火药武器，但城墙石厚，最终「用功一夜」方能凿开一个小孔，从中投下火器杀散城下叛军。
挨过两轮砲轰，守军于十九日黎明反攻，专守南门的莱州城知府朱万年从南门发兵三十攻贼，颇有斩获。二十日徐从治派兵四百（一说五百）再出南门，兵分两路，一冲南关、一闯西关，袭杀城下叛军，得贼首四级、大砲八位（能够迅速夺获，口径应不大）、鸟铳四门、坐纛二杆、标旗四杆、马一匹、盔甲四身，待叛军集结即呜金收兵，徐从治称此役为「自吴桥发难，仅此一挫也」。
二十一日，神武左营参将彭有谟领川兵六百（《平叛记》记三百）从城北小石岛入援，至城东北演武场附近与叛军接战。川兵在此战展现了其高强的战斗力，《归围日记》描述道：「（川兵入城之时）分为两翼，各架大小砲用长刀护之，且战且行，贼屡围屡砲击」，最终除三十二名川兵走散，其余部队顺利入城。川兵成功入援大大鼓舞城中军民士气，因为「辽贼素惮川兵」，叛军不敢再于乡间掳掠。而彭有谟的作战经验亦为守军带来改革，他首先提出将守军的兜鍪由红色改为黑色，以免与叛军的红帽混淆，危乱间难分敌我；其次，守军对不同火砲的用药份量认识不足，屡屡因用药过量而炸膛，彭有谟入城后遂为不同砲种订下用药配方，并命令将每斤火药以纸作一包，省却作战时量度火药份量的麻烦。另外又教导守军将放入砲弹后，将废纸、旧絮旧毡等物塞入砲管固定砲弹，以免从上放砲时，砲弹因砲管向下而溜出。由是守军战斗力进一步加强。叛军眼见经过两次大规模砲击，莱城仍然未见崩溃之状，反获川兵入援，遂放弃砲击战术，改采穴城方式，展开第三阶段攻城。
3
第三阶段：穴城  
崇祯五年二月二十二至三月初（1632.4.11-29)
正当守军因川兵入援而士气大振，一股危机正悄悄蔓延至城根。二月二十二日，守军发现有百多名叛军窜入东北角外之隧道，进一步加大挖掘规模。守军打算派兵突袭隧道内的叛军。然而，几天前的偷袭，令叛军戒心提高，南门未啓，叛军已有备，守军唯有从北门而出。可是，北门在之前作战时被土塞实以防叛军冲撞城门，清理一整夜后方能开门一扇，结果守军一出城即为叛军察觉，无功而还。
二十三日黎明，守军派出川兵二百名、杨御藩家丁三十名、徐从治家丁三十五名、班军若干名，从北门突击城外叛军巢穴。川兵越过叛军临时修建的壕墙，掳获火砲七位、火药铅子两袋；徐从治家丁孙玉增领班军至东北角外隧道口，以万人敌、毒药及喷筒，消灭洞口内的叛军。正当守军为之欢呼之际，城池忽然震动，城东北角西向的一段城墙瞬间倒塌。原来叛军在隧道间引爆火药，结果将整段城墙及其上之角楼炸裂，《平叛记》形容：「城忽震裂，砖挫而土亦崩，可二丈许，角楼半圮，础落柱欹。」城墙原本高三丈五尺(约10.9米)，被炸后崩塌两丈（约6.2 米），而城楼亦半圮，已不能再作防御重心。
转眼间形势逆转，叛军从四面呼喊而至，围攻东北塌城，城上砲石如雨，苦战至下午申时（15:00-17:00），叛军方才停止攻势。但翌日凌晨四更时分（01:00-03:00），叛军再次突袭城东北角，由于城墙已塌成斜面，叛军可徒步攀上城顶，眼看便能攻入城中，幸驻守该段的川兵奋勇杀敌，以枪砲及火罐三次击退上城的叛军，逼使叛军在黎明退兵。同时城西外的叛军亦被城上砲石所阻，未能越过城壕，同样于黎明退兵。
虽然暂时击退叛军，但城东北角既陷，无法再拒敌于外，成为城防极大弱点。登莱巡抚谢琏遂于城塌翌日命令修建重城。整个工程共享班军门夫三百人，重城城墙外为木砌，内实以土，自南起至城角，再拐向西，全长共二十丈（约62.5米），城墙高度及阔度与旧墙相同，墙上建有两道高厚皆六尺（约1.9米）的女墙，并开有垛口。有赖城内乡绅捐出大量巨木，解决了原材料之问题，重城只需六昼夜便筑成。
叛军并没有任由守军重建其防御工事，在守军忙于筑重城之时，叛军亦在城东北角外筑建砲台，于其上部署红夷砲四位，并在二十五日黎明砲击东北角楼，将其击碎。东北角楼及城墙既陷，重城却未筑成，令守军更处劣势。鉴于形势严峻，守军决定重夺主动权，于早上辰时集川兵、家丁及水兵共八百多人，自南门出，与叛军对仗数十回合，至中午方鸣金收兵。此次可说是围城以来交战双方最大的阵地战，守军共获大砲五位、火药铅子十余袋，守军士气由是一振。
从结果看来，守军此次出击无疑是一大胜利，但被逼大举杀出亦反映城防系统已近乎崩溃。中国传统城防学说对偷袭颇为重视，不少兵书都建议守军趁敌军松懈时出击，使其不敢将营寨设于近城之处，故此小规模的偷袭无疑是可取的。但城池的战略目的原是让守军以少量兵力保住据点，派出城中数量不多的军队大规模出战，与数量占优的围城部队在城外对阵，却是以己之短攻人之长。守军的将帅很可能亦深谱此道，只是眼见城东北陷，叛军随时会攀城而上，方出此下策全面出击，期望能杀退近城处集结的叛军。由此可见，当时莱城情况极为恶劣，城池已近乎失去其战略作用，但叛军却未有把握机会进攻东北角，而且多番被守军自南门偷袭，仍没有封锁南门，容易让守军能于南门外集结对打，可谓其一大战略失误。
二十六日，刚被杀退的叛军在城东北角外持续砲轰角楼，守军眼见角楼「颓然已尽」，遂议决全面撤出角楼，任由叛军砲击浪费其弹药。然而失却东北面城墙，却令守军难以打击城东北角外的敌人，一连几天只能任由叛军八十多人走进隧道，并运进火药柴草等物。 眼见叛军每天进出，守城军民均担心地底忽然又发生爆炸，将城墙炸毁，徐从治在日记中写道：「未知穴中药发作何景象也，时时刻刻如处漏舟而济大江，载胥之患，言之鼻酸。」
二十九日，守军虽见城外之叛军防范森严，以火砲环守东北角隧道洞口，仍然决定再度出袭。黎明时份，一部分守军先从南门杀出分散叛军注意，另一部队再从北门杀出，然而这次叛军已有所防备，在东北角隧道洞口密施火砲箭矢，结果守军陷于苦战，四五人坠进隧道中不能爬出，四十多人中砲战死，包括累有战功的莱州卫百户白仲仁，另轻重伤二百多人；另一方面，出南门之守军亦失利，被伤四人后退回城中，但守军苦战之下，终将隧道洞口烧塌，消去心腹大患。
隧道洞口虽塌，叛军仍然紧抓莱城东北角之弱点，当晚二更时分突然持挨牌拥至塌城，试图攀城而攻，守军居高击下，伤贼颇众。至四更时分，叛军扩大战线，于城西、城东及西北角亦发起攻城，但仍被击退。三月初一晚三更时分，叛军又发起进攻，架云梯接近城东北自塌城而上，但再次被守军以砲石击退。
东北的隧道洞口虽已被毁，但叛军已了解穴城将是最有效的攻城方法，遂于三月一日开始在西门北方另掘隧道。谢琏为防城东北角塌墙之事重演，遂命守军于城西另筑重城，规模与城东北之重城相同。另一方面，为阻止守军再次偷袭，叛军进一步加强围城工事，将城墙外关厢内的「委巷墙垣」全部推倒，使守军不能以之掩护前行；另一方面又在周庐外「掘壕列砦三四重」，阻碍守军直扑叛营。
4
战事的胶着与终结
随着东西女墙于三月十一日（1632.4.29)建成，同时叛军加强了围城工事，莱州城攻防战进入拉锯状态。叛军持续砲轰莱城，守军伤亡惨重，四月十六日徐从治不幸中弹身亡，更一度震动全城，以致谢琏于十七日宣布全城戒严。除了砲击，叛军亦偶尔发动大规模冷兵器攻城。然而令叛军沮丧的是，围城近半年仍然无法逼使守军投降或攻入城内，守军仍能够不时出城突袭叛军，破坏其攻城器具。
但是，守军每次突袭，都不得不蒙受一定程度的伤亡，而叛军的砲火也不断杀伤守军。时间一长，守军感到力不从心。七月初二，守军用泥土填塞城门，意味着守军已经放弃出城偷袭的战术，七月十六日又因垛夫太少，将两垛合为一垛防守。不过，逼使守军放弃主动偷袭的主要原因并非兵源不足，而是因为领军坚守近半年的知府朱万年及巡抚谢琏于七月初七被诈降的叛军分别诱杀及俘虏。其时守军误信叛军投降，都以为战事终于结束，岂料朱万年及谢琏出城与之谈判时，叛军突然一拥而上，杀朱万年、俘虏谢琏，情势转变突然，《平叛记》形容当时「守城军民皆如惊豕骇鹿、震惊失魂」，幸城内将士乡绅极力安抚，情势才稍为安定。
幸运的是，援军终于到达。七月初十日，亦即朱万年被诱杀三天后，崇祯皇帝命新任巡抚朱大典及谢三宾率兵速往山东解围。援军于七月二十一日抵达山东德州，至七月尾，守军经常听到西南方传来砲声，显示援军已与叛军接战。八月初五起，叛军开始撤离东北角外的临时城寨，并运大砲等武器东行，但仍然持续围城。八月十九日（1632.10.2），谢三宾率兵至沙河，从西南方向叛军阵营进攻，将叛军击溃，结束了历时七个月的围城。溃败的叛军逃回登州，据《平叛记》载，围城的叛军只有不足十分之三得以逃脱，而官军亦紧随其后至登州并展开围城。
四、分析讨论
纵观莱州城守战首月战事，可观察到莱州城面对三种不同攻城形式的表现。面对以䡴车及云梯攻城的冷兵器作战，莱城守军显得绰绰有余；然而当叛军运来红夷砲，对防御火砲攻击毫无经验的莱城守军便显得手忙脚乱，危急间城头防御近乎崩溃，但却仍能挡下叛军两轮猛轰；最后叛军在城下地道中埋下火药，将东北角城墙一段炸塌，守军却死守缺口，并以六天时间迅速在塌城后加建临时城墙，再次打破叛军速战速决的如意算盘。结果，叛军不得不沿用传统的围城打援战术，希望透过长期围困令守军投降。
莱州城守战的砲战规模极大，《平叛记》载：「自击贼以来，日用砲子数百斤，朱公（朱万年）恐不继，因募铜铁铅锡数千斤，镕铸以待，仍令石工削圆石继之，但石子不能透木至远耳。」《围城日录》则载：「集铜铁匠昼夜铸砲子，限每日三千余个，尚不足用。」「日以五十余人铸铜铁铅子，仅足供用。」守军尚每天用砲弹三千余个，对莱城进行铺天盖地砲轰的叛军所用的砲弹自会更多。不少论者均以此论证明末中国已进入热兵器时代。然而，砲战规模庞大，并不表示火砲必然在围城战中扮演关键角色。从结果来看，红夷砲并未为叛军带来胜利，其原因亟待探讨。
1
莱州城守战中攻城方的火砲战术运用
在二月二十四日上呈皇帝的奏折中，徐从治写道：「初八以后，屡攻屡却，转却转攻，中闲（间）危迫之状未易殚述。而最受害者在红夷大砲，铁子每箇重六斤，触之即折，城垛尽倾，守垛者无处站立。至十七十八两昼夜，很（狠）攻西门，穴门以入，几陷矣。」徐从治认为「初八以来」，即第一阶段作战时期守军仍可「屡攻屡却，转却转攻」，但当叛军使用红夷大砲以后，情况却急转即下，以致城池「几陷矣」，显示红夷砲的投入迅速改变了战局形势；而徐氏「最受害者在红夷大砲」一句，则进一步肯定了红夷砲在战场上的角色。
叛军当时所拥有的大砲数量，可能冠绝中国地区任何部队。《平叛记》称叛军从登州这个「东陲之西学堡垒」夺获「红夷大砲二十余位，西洋砲三百位，其余火器甲仗不可胜数。」而叛军至少将七至八位红夷砲运至莱州，并动用了数量不明的西洋砲。反观守军，《平叛记》称「量安红夷大砲一尊，用四轮车驾之，以便转移那动，且防退崩伤人之患」，很可能只有一门红夷砲，应需要而部署。此外城内应有西洋砲、灭虏砲及三眼铳等火器，但各书均多记守军使用万人敌等投掷式火器，显示他们较不熟悉使用管形火器。
纵观莱州首月的战事，红夷砲的作用主要有二。其一，用于轰击城头、角楼以及城楼──中国传统城池的主要作战平台，打击其上的守军以及压制城上守军的反击，而此作用在第二阶段作战中尤为明显。从结果看来，叛军的砲击的确达到其预期效果。莱城的城楼及门楼均为砖石结构，未能阻挡砲弹，亦不能保护楼中人员；而城上薄弱的女墙亦未能抵挡砲击，粉碎的砖石更可能对守军带来伤害，加上叛军砲手「准如打的」，以致守垛官兵承受重大伤亡。而在二月十七日的猛烈砲击之下，莱州城头的防御更处于崩溃边缘，张忻形容当时「存亡在呼吸间，门夫、班军跕立不住」，显示叛军以红夷砲打击城头的作战确能为攻城方带来优势。
其二，则是用以对敌城进行大规模轰炸。自崇祯五年三月战况进入拉锯状态，叛军改变策略，开始长期无限制砲击莱州城。叛军觑准城池东北角防御最为薄弱，将红夷砲部署于城东北角外里许（约600米）的海山亭，另外又在城西砲台部署火砲。徐从治四月不幸中砲丧生一事，正反映叛军砲击威胁之大。其时徐正于西门点视守城兵丁，忽然一颗如拳大的砲弹击中其头部，徐氏当场死亡。徐从治的悲剧并非个别例子，《平叛记》另外记载了几宗官兵遭流弹杀伤的事故：四月初九都司鲍守正在操练班军门夫的时候，「忽一升大铁子击倒房墙，砖中鲍脑而死。」五月初五日辰时，「一拳大铁子击中谢（琏）寓前厅。」徐从治亦在日记提及，自己有一次从城头上返回衙门之时，一颗砲弹从其马头上掠过。这些案例均显示，在叛军的无限制砲击之下，即使处于城内的房舍、衙门而非城头，军民仍有机会受到流弹所伤。这种砲击既威胁城中军民生命，亦严重打击守军士气，作为主帅的徐从治在其日记亦言：「红夷砲打入城内，以高临，未免坏垣伤人，各听之于命矣。」无奈之情不言而喻。
然而，无论叛军的砲击对守军造成的伤害有多大，无可否认的是，红夷砲并未能为叛军带来胜利。当火砲在欧洲战场初出道之时，迅速轰破了各座在中世纪被视为固若金汤的堡垒；但当红夷砲面对莱州城时，这种划时代的火器却无法破坏它的墙体。在这个问题上，中西武器技术差异无疑是最佳的解释。诚如帕克所言，中国的墙体远较欧洲堡垒的墙体厚实，莱州的城墙便厚达6.2 米，达到同时代欧洲军事工程师所认为，足以抵挡砲击的城墙厚度；另一方面叛军所用的红夷砲并非同时代欧洲军队用以攻城的款式。叛军所用的红夷砲重二千至三千斤，用弹重9至16 磅不等，很可能是半蛇铳。半蛇铳属蛇铳类，其特性是砲身较长，所以更为坚固，容让砲手放入更多火药，令其射程较远，但口径却不如攻城砲大。在同时代欧洲战场上，半蛇铳由于射程较远而用弹较轻，多用于城防或海战，或用以狙击城头守军，而非用于轰击城墙。再者，在十六世纪的欧洲战场，一支用以攻打堡垒的砲兵部队，约需要 24门重砲以及6-7门蛇铳；而叛军只从登州运来了八门红夷砲，自难有足够火力在短时间内击毁莱州城墙。
但是，武器的用法并非一成不变，红夷砲虽则未能打破中国传统厚实的城墙，但它能否发挥其战术、战略作用，为攻城方带来优势？事实上，在红夷砲引进中国初期，一批熟悉西学的士人已开始思考这种新式武器将对传统城防系统带来的挑战。徐光启早在天启元年（1621）七月便警告：
臣料敌今攻城。必不遽用云梯钩杆诸物，必先置大铳于数十百步外，专打城堵（垜）。城堵既坏，人难伫立，诸技莫展，然后以攻具乘之。臣不知今之言守者，将何以应之。
徐氏上呈此奏之时，后金已拥有为数不少的火砲（但并非红夷砲），并将之投放于明清战争之中。徐光启在奏章中以辽阳的战事为例，指出后金不仅获得火砲技术，更开始发展出步骑与砲兵协调攻击的战术，预料后金将用火砲轰击城垛，令守军难以立足于城头，然后趁机攻城。徐认为当时的城防战术及工事均无力对抗红夷砲的威胁，故建议兴建类似西式稜堡的铳台，以回应即将来临的威胁。
叛军的作战方式正与徐氏预言的「专打城堵」战术无异，而正如上文所言，这个战术为守军来莫大伤害，城头防御近乎崩溃。但叛军第二阶段作战的失败，是否反映「专打城堵」战术只是纸上谈兵，实际上并不可行？非也！「专打城堵」的战术本身并没有问题，叛军的失败在于他们击碎城垛后，并没有如徐光启所言「以攻具乘之」。单纯的轰击城垛虽能瓦解城头防御，但攻城军的步兵必须把握时机，及时攀墻攻城，否则便难以将火力优势转换成胜利。即使在同时代的欧洲，攻城方亦需要一支能够迅速调动、具备近距离作战能力的部队，在火砲轰破城墙后从缺口冲入，从而占领城池。有学者甚至指出，即使在火药时代，一支用以突击缺口、冲进城池的优秀步兵部队，仍比能快速打开缺口的火砲更为重要。
而纵观整场战事，叛军都没有意识把握砲击后守军防御薄弱的时机进行登城。叛军的砲击行动和登城作战都是相隔多天的独立行动，结果未能把握对方城垛毁坏、城头守军溃散的时候一举攻下城池，让守军得以修理毁坏的城垛以及重整阵营。而且叛军显然没有在作战中吸取经验，改变其战术，结果此情况直至战事中后期仍然持续，例如《平叛记》载四月二十四日（1632.6.11）叛军于东北西北二角外，自辰时至戍时以红夷砲及其他火砲连击莱城一整天，单是城中拾到的砲弹已有千余颗，城垛被轰得粉碎，但入夜后叛军便再没有任何行动，结果任由城中水泥匠修复城墙，至三更即告完工，白白错失良机。叛军较突出的步砲协同军事行动，当数二月十八日叛军趁守军视野为木垛所阻，偷至城下试图破坏城门，然而该次行动在步兵欠缺䡴车等攻城工事的情况下，结果仍然无功而还。故此，叛军无法挟红夷砲之力攻破莱城，很大原因在于他们缺乏合适战术，而非在于红夷砲技术上的不足。
不过，叛军只打城垛也是情有可原，因为他们所采用的正是1630 年代明满两军的标准攻城战术，而且这个战术看来行之有效。在崇祯三年（1630)的滦州之役，明军的火砲部队首次使用轰击城堞及城楼攻城的战术便一举夺城，按《清实录》记：
明兵复发红衣礮，击坏滦州城垛，城楼焚。纳穆泰、图尔格、汤古代等力不能支，仓卒不及收众。遂于十二日夜，弃城奔永平。会天雨，我兵或二十人，或三十人，结队溃围出，遇明兵截战，我兵之疾病被创及无马者，阵殁四百余人。
而战败的后金军，迅即仿效明军，在翌年大凌河之役（1631）中，以同样轰击城垛的战术攻打大凌河外的城台──城外的独立堡垒。《清实录》及《满文老档》都记载了后金军的攻城方式，以下节录两段相关段落：
是日（天聪五年八月十二日；1631.9.7），我军攻城，以红衣礮击西南隅一台，穿其雉堞，击死一人。台兵惊惧，遂降。随令我军列车盾于台下. 以红衣礮、大将军礮攻城之南面，坏其雉堞四，敌楼二。
（十月）十二日（1631.10.12），于子章台主参将王景降... 以红衣大及大将军砲攻该台三日，击坏墙垛，中砲死者五十七。台人惶惶不可终日，力又不能敌，遂于第四日降。
从引文可见，后金军的火砲攻城方式主要是透过轰击城堞，以之杀伤守垛的部队，动摇守军意志。结果，西南隅台和于子章台的守军，在后金军砲击不久后全都出降，后金军根本不必使用火砲强攻。
当然，诚如文首指出，在大凌河之役中，红夷砲主要用于攻打大凌河城外的城台，而非城池本身。在大凌河城时，皇太极仍然只能以围城打援的方式，逼使明军在弹尽粮绝的情况下出城投降。但对于当时围城的叛军而言，这两场战役是他们仅有能参考的战例。对于叛军来说不幸的是，莱州的守军士气远超滦州及大凌河各台守军。结果单纯的狂轰滥炸并未能将莱州城的守军吓得开城投降；而守军更能透过临时的防御工事抵抗红夷砲的火力。换言之，莱州守军的意志是令其战果与滦州及大凌河之战果回异的关键。
不过，莱州之战爆发距葡人统师来华也只是两年多，明军使用红夷砲作战的机会不多，且多用砲于守城或野战，用以攻城的只有滦州一役。而即便葡军教习传授了欧洲最新的攻城战术，也未必适用于传统中国城池。况且，中国城池攻防战历史源远流长，冷兵器攻城战术至明代已发展逾二千年，要时人忽尔突破固有战术思维更是困难；正如下文所述，中国的军队直至 1640 年代中期方发展出行之有效的攻城战术。故此，叛军未能及时发展出适用于中国的火砲攻城战术，亦属合理。
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传统城防系统的回应与转变──莱州城守军的应对
若说叛军欠缺使用红夷砲攻城的相应战术，守军则是既没有用砲守城的战术，亦欠缺操砲经验。综合史料看来，在彭有谟所部川兵入城以前，以门夫班军及家丁组成的守军，除个别家丁如李守业以外，大部分均不懂使用火砲，《平叛记》便指川兵入援以前，由于守军不知各砲的用药份量，多次发生炸膛伤人之事。而且在川兵入援以前，徐从治、朱万年及谢琏等官员仍然集中生产及使用万人敌、轰天雷等旧式火器，例如二月十四日守军便缒人出城以火罐烧毁西城外之砲台，纵使该砲台只是位于护城河吊桥之处，与城池极为接近，显示守军对于管形火砲颇为陌生。
然而，川兵入援以后，虽然城上密布枪砲，《平叛记》亦明确记载莱城门楼、角楼和马面均部署了红夷砲，仍然鲜见城中守军与叛军以红夷砲对射的纪录。唯一例外是三月二十三日（1632.5.11)：
钱赞伯曰予闻之父老云：城上亦于东北角置大砲对打，砲子直入贼砲厩中，为之喷饭，但不知事在何日。
此记录玩味性质颇大，加上既不知事在何日，又是根据城中父老口耳相传而知，作者毛霦闻之亦「为之喷饭」，可信性不高。不过，另有记录指驻守东北角的川兵与海山亭之叛军进行砲战，故真有砲战亦不足为奇。但这种砲战应属少数，较多记载是川兵于城头以火砲狙击城下叛军，例如三月二十四日「贼复入东北角洞，城头砲击死数人」。
而面对叛军在城外筑建的临时砲台以及部署其上的火砲，守军仍是以冷兵器或旧式火器摧毁之。至三月初叛军加强围城工事后，守军出城偷袭愈见艰难，情况亦愈见险峻，但守军仍没有使用火砲轰击砲台及其上火砲，反而是用燃点的火箭烧毁砲台。例如三月二十一日，杨御藩趁风向有利，命家丁向西城外砲台发射火箭，结果将砲台烧毁，更镕毁其上铜制红夷砲。但此次成功显然只是幸运使然，以致徐从治、杨御藩等人在烧毁砲台翌日赶紧拜谢火帝风伯，可见连他们亦认为作战成功纯粹为运气使然。
以此看来，在莱州城守战中，虽然攻守双方均拥有一定数量的红夷砲，亦大量使用火砲。但由于双方用砲技术和经验均不足，致使未能发挥红夷砲的优势。这反映明代中国的军队纵使拥有火砲，但若部队欠缺适当的训练及相应的战术，亦无法将技术优势转化成战术及战略优势。
不过，守军虽然用砲经验较少、技术较差，但其临场应变以及学习能力弥补了前两者带来的劣势，而时时主动偷袭的战术，也为他们扳回战事的主动权，加上守军奋勇作战，这些因素都是莱州城得以坚守的原因。而当中最值得讨论的，必然是守军依靠作战经验，所发展出用以加强城池抗砲能力的城防改造措施。
守军的第一个临时措施出现于二月十二日（1632.4.1)。当时叛军刚刚将红夷砲投入攻城作战，城墙上的城垛迅速被打毁。失去城垛，城头的守垛夫便失去掩护，难以在城墙上进行反击。在这危急关头，守军将预造的木垛架在城头，并在其上铺上湿绵被，减低砲弹的伤害。此法很可能为守军临急智生之应变，但却与欧洲守军初期抵御火砲之法极为相似，根据尼可洛．马基维利(Niccolo Machiavelli) 记载，十六世纪上半叶佛罗伦萨的守城者每遇围城，便会将羊毛、床褥及其他能吸收冲击力的东西挂在墙头，减低敌方砲火的伤害。[3]虽然木垛加上湿绵被亦难敌红夷砲猛烈的冲击力，以致守军「不无损伤」，但守军最终得以坚守，逼使叛军收兵，可见这个临时措施亦不无功劳。
二月二十三日（1632.4.12)晚，东北角城墙因为叛军在地道引爆火药而倒塌，面对这个突发危机，守军将领再一次展现其临场应变能力。城塌翌日，登莱巡抚谢琏迅速动员三百官兵筑建重城，在六日之内建成外木内土的重城。重城作为临急之策，原意只为堵住城墙防线的缺口，但最终重城配合塌城的设计却有意想不到的战术作用。重城前方原有的城墙及角楼虽然崩塌，高度只剩原来一半，却并非毫无作用，据《平叛记》言「大砲连发不断，（东北角）角楼颓坼将尽。此楼因圮议坼，今委与贼，费其火药铅子，亦计也。」除了消耗叛军弹药外，崩塌的城墙由于以松散的碎石及泥沙构成，能够吸收火砲的冲击力，很可能亦阻挡了水平射击的砲弹，保护着后方的重城以及其上的守军，逼使叛军于三月二十三日（1632.5.11）将红夷砲由东北角外的砲台移后至地势较高的海山亭。
双城墙的设计亦增加了攻城军强袭的难度。三月二十六日（1632.5.14）三鼓时分（23:00-01:00），叛军二、三百人乘夜从东北角塌城涌入，至重城下守军方始惊觉。幸运的是，守军在黑夜间找不到重城的城门，结果被困于塌城与重城之间，其时「川湖兵凭城鏖战，长枪连背刀从女墙上逆击之」，又投下火罐。在重城与塌城守军夹击之下，「贼顶背受创，踉跄滚下，三进三却，贼尸几与城齐」。张忻记当时情况之危急，形容「是役也，贼并力很（狠）攻，已视莱为掌中物，非彭将死守，城不陷者几希，是为全莱第一大关也。」莱州城在这夜得以坚守，重城实在功不可没。而谢琏显然也对重城的效果十分满意，以至当西门同样面对叛军穴城时，命令在西城亦筑建规模相同的重城。
值得留意的是，莱州的重城设计与意大利的「比萨双城墙」（retirata）极为相似。1503年，佛罗伦萨联同法国进攻叛变独立的比萨。其时，法国挟其强大的火砲部队已横扫意大利近十年，故很快便把比萨原有的城墙轰破。然而当法军的步兵从比萨城墙的缺口涌入时，却被后方的临时濠沟和土墙挡住，并受到上方守军的狙击。法军迅速溃散，法国与佛罗伦萨联军被逼悻悻然退兵。「比萨双城墙」的巧妙之处，在于土墙和原有城墙并非紧贴而建，故此，当前方的原有城墙崩塌，其瓦砾与地上的沙土混和，便形成一堵能够吸收火力的障碍物，掩护着后方的土城以及其上的守军。比萨的经验启发了当时的意大利军事工程师，各地城池纷纷效法「比萨双城墙」（retirata）模式进行改建，并渐渐发展成后来成熟的「稜堡系统」（the Bastion System）。同样，莱州重城亦是一道与原城墙分离的外木内土墙。这设计既阻止了叛军从缺口突入城中，又巧妙地以已倒塌的原有城墙吸收火力，保护重城。可惜的是，「比萨双城墙」启发了当时欧洲的军事工程师发展出「稜堡系统」，莱州重城却只被视为临时措施，未受重视，甚至重建后的莱州城仍只有一道城墙。
另一方面，随着战事持续，守军应对火砲的经验与知识亦与日俱增，其中最突出者，是守军对不同建筑物料的抗砲能力的了解。战事早期，守军都以木垛抵挡火砲，但成效不彰，张忻便直言：「因造木垛用水湿绵被遮其上，亦不能御。」但至开战后二月多，守军却已了解沙土的抗砲能力远胜其他物料，例如四月二十四日（1632.6.11）叛军在东北西北二角砲轰莱城一整天，守军便预备了五百条布袋，囊土以待，并在夜间以土坯叠砌修补垛口。至五月中，巡抚谢琏更命令将全城垛口改为土砌，《平叛记》载：
谢抚栉沐后，周历四城，验所帮筑垛口。环外用堲作郛，内实以土，坚筑使牢，高广皆准旧垛，厚二尺有奇。盖砲能透砖木数重，而入土不过尺许，此柔能制刚，得之经历者也。
新筑的垛口以土筑成，外层是烧过的土，亦即「堲」，内部则是泥土，很可能是以板筑的方式筑成，故能做到「高广皆准」。这种土制垛口除了能抵挡砲弹外，另一好处是易于修建，根据记载，整个垛口翻新工程只用了三天时间即告完工。在同时代的欧洲，沙土亦被公认为抗砲能力强的建筑物料，特别用于修建临时的防御工事，而沙包或土笠更是建筑临时砲兵阵地必备的物料，北欧地区更有一派军事工程师提倡沙土制城防工事比砖砌的城墙拥有更高抗砲能力。然而，与重城一样，沙土的抗砲性能并未引起中国军事工程师的兴趣，类似的堲制垛口亦未见用于其他遭遇火砲攻击的城池。
余论：孔有德叛明与后金火砲攻城战术的发展
叛军围莱失败撤回登州后，很快便反受到官军围困，最终孔有德被逼带领残部及多门西式火砲循海路北遁，投靠后金。不少学者均认为孔有德此举不单令孙元化的火砲计划付诸东流，更令后金得到最先进的火砲技术，明金的火砲技术水平从此对调；不久以后，满清便挟其强大的火砲部队击败洪承畴的十三万大军，将明军逐回山海关，为往后一统中原铺路。
但事实上，孔有德降金以后，并没有立刻为后金的火砲部队带来战术革命。在崇祯十二年（1639 ）的松山之战，包括孔有德部在内的清军同样未有把握砲轰之后守军防御薄弱之时登城，结果功败垂成。当时清军共动员了三十门火砲，各部由石廷柱、马光远及三名明朝叛将孔有德 、耿仲明 、尚可喜率领。按照皇太极的计划：
城南门中间以孔有德兵、右面以耿仲明兵、左面以尚可喜兵，俱用神威将军礮攻击。耿仲明所攻处，马光远以本旗兵恊攻。城门用红衣礮九位，东南隅用红衣礮二位，城隅中间用红衣礮 一位攻击。尚可喜所攻处，石廷柱以本旗兵恊攻。城南门用红衣礮八位。西南隅用红衣礮二位，城隅中间用红衣礮一位攻击。又马光远石廷柱两旗各移红衣礮二位，攻取城西南隅台，破台后仍移四位红衣礮于各分汛地。二十五日，四鼓移礮前进。五鼓攻击。俟城堞已坏，满洲兵可竖梯登城。
从皇太极的指示可见，红夷砲专门用以砲击城门以及城隅──亦即城堞，目标是先透过毁坏城堞，扫除城头的防御力量，然后让满兵以云梯攻城。不过，当火砲将松山打得「城堞尽毁，止余城垣」以后，清军却没有立即登城，按《清实录》记：
(崇德四年二月二十五日 1639.3.29)明守城副将金国凤死守，用草木填其颓处，以为捍蔽。上命满洲诸将竖梯攻城，俱踊跃争进。和硕礼亲王代善奏曰：「日将暮矣，明日攻之何如？」上从其言。召诸将还。诸将士及孔有德等皆谓宜急攻取。是夜，松山城中敌兵于城南攻毁处，不用灯火，潜以绳系木塞之，覆之以土。比明，城已筑固。我军是夜亦鸣礮达旦。
甲寅（翌日），上登南冈，阅城坏处，俱以秫稭木柴捍蔽。上遣人于礮击处视之，还报云：「虽用秫稭木柴捍蔽，用梯登城亦易。」上命诸将进攻，竖梯将登城堞坏处，捍蔽甚坚，先登者不能入。上命撤回攻城兵，亲军真特先登陷于阵，阵亡者共二十人。
代善由于担心太阳快将落山影响视野，建议待翌日方派步兵登城。不料守军却能于当晚以土木临时加固城垣，结果翌日清军强攻之时，被守军的临时防御工事所阻，未能一举夺城，反倒死伤惨重，最终皇太极被逼退兵。有趣的是，《清实录》记载「诸将士及孔有德等皆谓宜急攻取。」孔有德很可能是基于莱州的失败经验而力主立立刻攻城，可惜皇太极未有听取其意见，最终攻城失败。
不过，清军的汉兵火砲部队显然在松山之战中汲取了教训，并在崇德七年四月（1642年）的塔山攻城战中以步砲协同战术迅速攻下该城。按《清实录》记载：「上谕：率右翼将士及两翼护军汉军，载火器至塔山城，列红衣礮于西。初八日进攻，至初九日午时，城崩二十余丈。我兵由崩处先登，遂克其城。城内三营官属兵丁共七千，尽歼之。」最终清军只用了两天时间便一举夺下塔山城。在同月二十一日，清军又以同样方式攻打杏山，但还未待步军从火砲轰开的缺口涌入，守军便告投降。塔山与杏山的战例反映，清军在 1642 年或以前终于发展出行之有效的步砲协同战术，容让部队在短时间夺城。
作为中国史上最早的红夷砲攻城战之一，莱州城攻防战的经历显示，西式火砲传入明末中国后并没有立刻为中国战场带来划时代的改变。红夷砲无法协助攻城军迅速攻破城池，主因在于中国军队欠缺适当的用砲战术，加上守军以高强的变通能力，发展出多项加强城防的临时措施，结果红夷砲无法扭转攻守双方传统以来的均势。攻城战术不足的问题，在接下来的十多年间，一直困扰着明、清两军。两军被逼沿用传统的冷兵器攻城战术，而红夷砲只能充当辅助作用。不过，随着清军累积火砲攻城经验，其部队在 1640年代初渐渐发展出行之有效的火砲攻城战术。由此可见，红夷砲对明清战争的影响是一个历时十多年的过程。随着红夷砲越来越普及，各部队累积用砲经验，攻守双方亦慢慢发展出相应的战术、训练、军队模式，以及城防工事，最终改变了明清中国的战争面貌，并协助清军入关后夺下各城池，奠下一统中原的基础。