馬塞勒斯從陸上及海上襲擊敘拉古。阿基米德用他發明的起重機之類的器械將靠近牆根的船隻抓起來，再狠狠地摔下去，有的被撞得粉碎，有的沉入海底。馬塞勒斯也不甘示弱，他用8艘5層櫓船(quinquereme)，每兩艘聯鎖在一起，架起一種叫“薩姆布卡”(sambuca)武器，準備攻城。可是敘拉古人未等敵船靠近，就用強大的機械將巨大石塊拋出，形同暴雨，打得“薩姆布卡”七零八落。同時萬弩齊發，羅馬兵死傷無數。嚇得目瞪口呆的馬塞勒斯下令退兵。在陸上，羅馬兵也沒有佔到便宜。多次進攻，均未得逞。
有一種傳說是阿基米德用巨大的火鏡(burning-mirror)反射陽光來焚燒敵船，這大概是誇張的說法，最早見於盧西恩(Luci-an)的記載。不過當時阿基米德已經發現拋物面反射鏡能夠聚焦的性質。有的書說成將燃燒的火球彈射出去使敵船着火，這也許比較可信。
無論如何，羅馬兵已成驚弓之鳥，簡直是“風聲鶴唳，草木皆兵”，只要看到一根繩子或一塊木頭從城裏扔出來，立刻抱頭鼠竄，大呼：“阿基米德的機器又瞄準我們了”。
羅馬人在一次軍事會議上，決定夜間偷襲，他們以爲飛彈只能在遠距離起作用，黑夜可以避開城上的視線，一旦接近城牆，飛彈就無能爲力了。誰知阿基米德早有防備，製造了一種叫“蠍子”的弩炮，專門對付近處的敵人。羅馬兵又一次吃了大虧。
馬塞勒斯嘲笑他自己的工程師和工兵說：“我們還能同這個懂幾何的‘百手巨人’(Briareus)下去嗎?他輕鬆地穩坐在海邊，把我們的船隻像擲錢遊戲(pitch and toss)似的拋來拋去，船隊被搞得一塌糊塗，還射出那麼多的飛彈，比神話裏的百手妖怪還厲害”。
後來羅馬軍放棄正面進攻，改用長期圍困的策略。敘拉古終於因糧食耗盡，被叛徒出賣，公元前212年，在一個慶祝阿泰密斯(Artemis)神，75歲的阿基米德也光榮犧牲了。
