这时叛乱的戍卒已来到苻离，宿州派出戍卒五百人于濉水上抵抗，官军望风而逃，叛贼于是进抵宿州。当时宿州缺刺史，观察副使焦璐掌摄州政事务，城内不再有军队，庚午（初十），叛贼攻陷宿州，焦璐逃出城，得免一死。叛乱的戍卒将城中的财货全部聚集在一起，让老百姓随意来取，一天之内，四面八方的人不怕路远都赶来了，贼军先分财，然后选募丁壮参军，有不愿入伙的人立即被斩首，自清晨到日暮，选得丁壮数千人。于是分派士兵登上城楼，分关把守，庞勋自称兵马留后。
再宿，官军始至，贼守备已严，不可复攻。先是，焦璐闻苻离败，决汴水以断北路，贼至，水尚浅可涉，比官军至，已深矣。壬申，元密引兵渡水，将围城，会大风，贼以火箭射城外茅屋，延及官军营，士卒进则冒矢石，退则限水火，贼急击之，死者近三百人。元密等以为贼必固守，但为攻取之计。
第二天晚上，官军才赶到宿州城下，叛贼的守备已很严密，一时无法攻取。起先，焦璐听说苻离官军战败，决汴水堤企图淹断北面的道路，叛乱的戍卒赶到时，水尚浅，可以涉过，到官军赶来时，水已很深，无法行走了。壬申（十二日），元密率领军队渡过水面，行将把宿州城团团困住，恰值一阵大风，叛贼趁势用火箭射城外的茅屋，大火延绵烧到官军的营帐，官军士卒前进要冒城上投下的矢石，后退又受到水和火的限制，叛贼于是趁机急攻，杀死官军近三百人。元密等人认为叛贼必定要固守宿州城，只为攻城考虑计策。
贼夜使妇人持更，掠城中大船三百艘，备载资粮，顺流而下，欲入江湖为盗；以千缣赠张敬思，遣骑送至汴之东境，纵使西归。
叛贼夜晚让妇女击鼓打更，掠夺城中的大船三百艘，装满军资粮食，顺汴水而下，企图流入江湖为盗贼；又赠给宦官中使张敬思丝绢千匹，派遣骑兵护送至汴州境东面，放他西归长安。
明旦，官军知贼已去，狼狈追之，士卒皆未食，比追及，已饥乏。贼舣舟堤下而陈于堤外，伏千人于舟中，官军将至，陈者皆走入陂中。密以为畏已，纵兵追之；贼自舟中出，夹攻之，自午及申，官军大败。密引兵走，隐于荷涫，贼追及之，密等诸将及监陈敕使皆死，士卒死者殆千人，其余皆降于贼，无一个还徐者。贼问降卒以彭城人情计谋，知其无备，始有攻彭城之志。
第二天一早，官军才知道叛贼已出城远去，狼狈追赶，士卒们都没吃饭，到追上叛贼时，官军已是饥饿疲乏到了极点。叛贼把船停靠在堤边，而在堤外列阵，在船中埋伏了一千余人，官军将杀过来时，列于阵前的叛贼全逃跑逃跑到池泽中。元密以为叛贼畏惧自己，命部下官兵全线追击；埋伏在船中的叛贼从船中出来，与池泽中的叛贼一同夹击官军，从中午一直战到黄昏，官军大败。元密带着残兵退走，陷于荷花泥泽中，叛贼追上来，元密等徐泗诸将及监阵的宦官中使全被死，士卒也被杀死了上千人，其余人全都投降叛贼，没有一个回到徐州城。叛贼问投降的士卒关于彭城内的人情和官府的部署，知道城中没有戒备，于是有了攻占彭城的企图。
乙亥，庞勋引兵北渡濉水，逾山趣彭城。其夕，崔彦曾始知元密败，移牒邻道求救；明日，塞门，选城中丁壮为守备，内外震恐，无复固志。或劝彦曾奔兖州，彦曾怒曰：“吾为元帅，城陷而死，职也！”立斩言者。
乙亥（十五日），庞勋率领军队北渡濉水，越山往彭城进发。这天傍晚，崔彦曾才得知元密战败的情况，于是写信请求相邻的道发兵救援；第二天，崔彦曾紧闭城门，选城中的丁壮入伍守备城防，城内外一片震惊恐慌，没有人愿在城中坚守，都想逃走。有人劝崔彦曾投奔兖州，崔彦曾愤怒地说：“我身为元帅，城若被攻陷只有死而已，守城是我的职责。”并立即将劝他逃走的人斩首。
丁丑，贼至城下，众六七千人，鼓噪动地，民居在城外者，贼皆慰抚，无所侵扰，由是人争归之，不移时，克罗城。彦曾退保子城，民助贼攻之，推草车塞门而焚之，城陷。贼囚彦曾于大鼓馆，执尹戡、杜璋、徐行俭，刳而锉之，尽灭其族。勋坐听事，盛陈兵卫，文武将吏伏谒，莫敢仰视。即日，城中愿附从者万余人。
丁丑（十七日），叛贼来到徐州城下，部众有六七千人，击鼓喧噪，声音震天动地，百姓居住在城外的，叛贼均对他们慰问保护，一点也不侵扰，于是人们争相归附，不多时，就攻克了外城。崔彦曾退到内城进行抗拒，百姓协助叛贼攻城，推来装满草的车堵塞城门，放火焚烧，使内很快陷落。叛贼将崔彦曾抓获，囚禁于大彭馆，又逮捕尹戡、杜璋、徐行俭，剐开他们的肚皮，将他们剁成碎片，并将他们的家属全部杀死。庞勋坐于徐州观察使府处置军政大事，卫兵整整齐齐地排列，文武将吏行跪拜礼，没有人敢抬头正视厅堂上的主帅庞勋。当天，城中愿意归附庞勋的人就达一万余人。
戊寅，勋召温庭皓，使草表求节钺，庭皓曰：“此事甚大，非顷刻可成，请还有徐草之。”勋许之。明旦，勋使趣之，庭皓见勋曰：“昨日所以不即拒者，欲一见妻子耳。今已与妻子别，谨来就死。”勋熟视，笑曰：“书生敢尔，不畏死邪！庞勋能取徐州，何患无人草表！”遂释之。
戊演（十八日），庞勋将温庭皓召至使府，要他起草给朝廷的表，请求徐州节度使的符节斧杖，温庭皓说：“这件事关系重大，不是顷刻间可以完成的，请让我回家慢慢地起草。”庞勋准许他回家去写。第二天早上，庞勋派人去温庭皓家取表文，温庭皓来到使府见庞勋说：“昨天所以不立即拒绝起草表文，是想回家看一下妻子儿子，今天已经与妻儿决别，现在就是来送死的了。”庞勋看了温庭皓几眼，笑着说：“书生敢顶撞我，不怕死吗！我庞勋能攻取徐州，怎么怕找不到人为我起草表文！”说完将温庭皓释放。
有周重者，每以才略自负，勋迎为上客，重为勋草表，称：“臣之一军，乃汉室兴王之地。顷因节度使刻削军府，刑赏失中，遂致迫逐。陛下夺其节制，翦灭一军，或死或流，冤横无数。今闻本道复欲诛夷，将士不胜痛愤，推臣权兵马留后，弹压十万之师，抚有四州之地。臣闻见利乘时，帝王之资也。臣见利不失，遇时不疑；伏乞圣慈，复赐旌节。不然，挥戈曳戟，诣阙非迟！”庚辰，遣押牙张奉表诣京师。
有一个名叫周重的人，常常以有文思才略自负，庞勋迎他为上宾，为庞勋起草上给朝廷的表文，声称：“我所统领的一支军队，驻在汉王朝的龙兴之地。不久前因为节度使对将士太苛刻，滥施刑赏，于是将士们被迫将他驱逐。六年前皇上削夺徐州军号，消灭一镇军队，我银刀等军壮士有的被处死，有的被流放，含冤而死的无可胜计。今天听说本道又企图诛杀将士，我们更是愤慨万分，众人推我暂时掌管军事，权任兵马留后，以弹压十万雄师，抚慰徐、宿、濠、泗等四州之地。我听说因势利导，不失时机，是成帝王的资本。我见到利而不失去，遇到时运而不迟疑；恳切地希望皇帝陛下大发慈悲，赐给我节度使的符节和旗帜。要不然，我就统率数万大军，进攻长安，这并不是难事！”庚辰（二十日），庞勋派遣押牙张带上表文送往长安。
勋以许佶为都虞候，赵可立为都游弈使，党与各补牙职，分将诸军。又遣旧将刘行及将千五百人屯濠州，李圆将二千人屯泗州，梁丕将千人屯宿州，自余要害县镇，悉缮完戍守。徐人谓旌节之至不过旬月，愿效力献策者远近辐凑，乃至光、蔡、淮、浙、兖、郓、沂、密群盗，皆倍道归之，阗溢郛郭，旬日间，米斗直钱二百。勋诈为崔彦曾请翦灭徐州表，其略曰：‘一军暴卒，尽可翦除；五县愚民，各宜配隶。“又作诏书，依其所请，传布境内。徐人信之，皆归怨朝廷，曰：”微桂州将士回戈，吾徒悉为鱼肉矣！“
庞勋委任许佶为都虞候，赵可立任都游弈使，所信用的党羽都各自被以牙职，分别率领诸部军队。又派遣徐州旧将刘行及率领一千五百人屯驻于濠州，派李圆率二千人屯驻于泗州，派梁丕率一千人屯驻于宿州，其余要害县镇，都修缮守备。徐州人传说朝廷赐给庞勋的节度使符节旌旗不过半个月就会到，所以愿献策效力的人不问远近齐集而来，以致光州、蔡州、淮州、浙州、兖州、郓州、沂州、密州等地的群盗，也都不畏路远赶来归附，使徐州城里城外充满了人，十天多时间，一斗米的价钱就涨到二百缗。庞勋假造崔彦曾向朝廷请求歼灭徐州一镇将士的表文，表文的大概内容是：“徐州一军士卒狂暴，可以全部翦除；附近彭城、萧县、丰县、沛县、滕县等五县愚昧的民众，都应该配作奴隶。”又伪造皇帝的诏书，宣言皇帝已批准了崔彦曾的请求，在境内广为传布。徐州人相信了谣言，都把怨恨转向朝廷，说：“如果不是桂将士挥戈挥戈回来，我们就要全部成为油锅里的鱼肉了！”
刘行及引兵至涡口，道路附从者增倍，濠州兵才数百，刺史卢望回素不设备，不知所为，乃开门具牛酒迎之。行及入城，囚望回，自行刺史事。泗州史杜闻勋作乱，完守备以待之，且求救于江、淮。李圆遣精卒百人先入泗州，封府库，遣人迎劳，诱这入城，悉诛之。明日，圆至，即引兵围城，城上矢石雨下，贼死者数百，乃敛兵屯城西。勋以泗州当江、淮之冲，益发兵助圆攻，众至万余，终不能克。
刘行及率领叛军来到涡口，一路上归附从军的人使军队增加了几倍，濠州的官军才数百人，刺史卢望回平时从不设戒备，不知怎么办才好，于是开城门并带着牛肉美酒出城迎接。刘行及进入濠州将卢望回囚禁，自行刺史职务。泗州刺史杜听说庞勋作乱，完缮城内守备，以等待叛军来进攻，并向江、淮地区的官军求救。李圆派遣精锐士卒一百人先进入泗州，查封州府的仓库，杜派人来迎接慰劳，将这一百叛兵诱骗入泗州城，然后将他们全部杀死。次日，李圆赶到，立即派军队围攻泗州城，城上官军顽强抵抗，箭头和石块如雨点般落下来，叛贼被打死的有数百人，李圆于是收兵屯驻于城西。庞勋因为泗州地处江、淮的冲要，增调军队来援助李圆攻城，军队达到一万余人，但始终不能攻克泗州城。
初，朝廷闻庞勋自任山还趣宿州，遣高品康道伟赍敕书抚慰之。十一月，道伟至彭城。勋出郊迎，自任山至子城三十里，大陈甲兵，号令金鼓响震山谷，城中丁壮，悉驱使乘城。宴道伟于场，使人诈为群盗降者数千人，诸寨告捷者数十辈；复作求节钺表，附道伟以闻。
起初，朝廷听说庞勋从任山回到宿州，派遣高品宦官康道伟带着皇帝诏敕来抚慰。十一月，康道伟来到彭城。庞勋来到徐州城郊迎接，自任山到徐州小城的三十里路上，排列大批武装士兵，号令之声和锣鼓声参杂，声震山谷，徐州城的丁壮居民，全被驱赶到城墙上。庞勋在场上设宴招待康道伟，又派人假装成投降的群盗，有数千人，诸营寨赶来告捷的有几十批，庞勋这样做是想在