晋军在都山破契丹奚联兵，昼夜兼程越过白狼山，然后沿白狼水向东进发至营州柳城。以前唐军在东北几次接连丧师，此时的营州全境已全在契丹人控制之下，柳城便是这片区域的中心，此城在汉人和契丹人手里几经易手，双方都有修筑城池，已有一定的规模。
杜暹率军到达柳城，敌军闭城不出。他在都山之战中已尝试过铁炮的用处，这时用来轰击固定的城墙目标更是方便，遂下令先用炮击。四炮一轮齐发就轰塌了西墙，墙塌之后仍不消停，四门铁炮持续向城中炮击，木制建筑起火，柳城火光冲天。
如此射击了几番，铁炮就全部报销了。两门炮管在用水冷却之后被火药震裂，再用就要炸膛；另外两门炮身变形。最后只能停止炮轰，官吏记录称：火炮威力，但不堪长用，新炮用过两回便破碎废弃。
而此时柳城西城早已塌成废墟，城中多处起火，工事几乎失去了防御力。杜暹正欲调集骑兵攻进去时，柳城契丹人便举旗投降了。晋军攻打柳城的战绩便以受伤二人的代价（靠得太近不及掩耳被火炮震聋），击毙击伤数百俘虏万余敌兵而结束。
攻下柳城之后的事儿，《新晋书》只有寥寥几笔记录：暹将兵入城，疑胡兵诈降，尽杀之；军中粮草无多，调兵掠粮。
青史轻描淡写的一行字，实际上并不是那么轻松，却充满了血泪。“疑胡兵诈降，尽杀之”，当时杜暹与幕僚商议，考虑到了几个原因，其中包括杀掉壮丁减少契丹人口等因素，便下令将在都山投降的和柳城俘兵一起驱赶进瓮城之中，人数有两万多人，挤在里面几无立足之地，拥挤不堪。然后下令关闭各门，往里面泼石油，以火烧之。
从地里挖出来的黑油烧起来黑烟滚滚臭气熏天，瓮城中人口密集，烧死者少、熏死熏晕者多。俘虏之前已被解甲，身无防护，城楼上的晋兵又以弓弩乱射，屠杀持续了整整半日，翁城中尸体堆积如山，形如修罗场。众军又在城外挖巨坑，用牛车马车将尸体和受伤没死的一起运出去以土埋掉，一天功夫契丹族青壮便减少两万多。
李失活部不敢复取营州，已经丢下这边的部族撤往松漠都护府去了。杜暹军队为了补充粮草“就食于敌”，便派骑兵攻掠燕郡、汝罗等地，凡有抵抗便行“坚壁清野”之事，燕郡汝罗两地的契丹部落数万帐被铁骑冲杀屠戮殆尽，牛羊马匹各种物资尽被抢夺，杜暹各军大发横财。各地农户也是差不多的遭遇，或逃或死人口减少很多。到了七月间，营州各地几乎没有了成组织的势力，乡里剩下的也只是一些散户，大部分逃到了交通更不便的地方。
杜暹向长安上书告捷，奏章言击溃契丹奚联军主力，地方有东夷人口“抗拒”，便率兵进行了镇压，并开始对营州进行“治理”。
大总管行辕在营州拥有最高权力，“治理”的计划主要由杜暹的幕僚制定，军事管制下的执行效率很高，但营州政权的一系列措施显得比较急躁。
接手营州各方面管理权的势力大概分作三方，首先就是杜暹以下的正规军两万多人，暂时驻扎在柳城，随时镇压各地起义和暴|动。然后从河北调了一些边兵过来，征发营州各地百姓开始修筑工事，按部就班地建立城、堡、哨军事体系，各据点之间又修驿道连通组成网络。然后委派地方官吏组建州、县建制，各县长官按律法分拨职守之田，准许其建立庄园蓄养家丁农奴，甚至可以拥有少量私人武装。同时开辟军屯、互市等相关设施。
杜暹当初在长安得到的圣旨是“攻下并占领营州”，显然他的任务不只是在正面战场击败东夷军队，还要让晋朝的势力在营州站稳阵脚，对当地进行有效统治。现在他实行的计划已经脱离了羁州的治理办法，而是直接在地方建立类似国内边境州的军政体系，对营州实行直接统治。
从河北调来的官吏、武将对国内州县的那套建制玩得很熟练，可谓经验丰富，但营州境内大部分是胡人，真正实行起来不比国内，遇到了许多困难。
首先从河北调人调物耗费了大量的钱粮物资，然后那些摄于暴力顺服晋朝官吏的胡人也分农夫和牧民，有的已经学会了耕种并拥有农田，这类人比较好管理。但有些是牧民不会种地，被收编之后只能当作奴隶苦力一样使用，汉民进入营州后有的地区直接从封建社会退步到了奴隶社会。
最大的问题是反抗此起彼伏，晋军前期的杀伐造成了仇恨情绪，接着各地胡人又被迫缴纳财产、负担修建工事的沉重劳役，压迫之下暴|动频繁十分正常。特别是临近北部修建的工事进度十分缓慢，没过几天就有契丹游骑袭扰，边军一般是一面拿武器一面拿工具建造工事。从柳城出来的骑兵四处镇压，流血冲突每天都在发生。杜暹“治理”地方的才能显得生硬呆板，下马治州的才能实在比不上行军布阵的水准。
杜暹为了进一步占领营州，更方便进行镇压，又下令重设燕郡守捉、汝罗守捉两城，与柳城形成三角之势，调兵镇守，对各地进行暴力统治。
河北来的文官巡视营州现状，纷纷劝诫，指责杜暹的干法是急于求成，根本不是长久之计。但他认为营州是通往东北各国的门户要地，不能交给胡人自治，而应该迅速“教化”，对官僚们的意见弃之不顾。有人骂他误国，怒而将营州的情况写成奏章送去长安弹劾之。