Công Tôn Toản sai con là Công Tôn Tục sang Thường Sơn cầu cứu tướng Khăn Vàng là Trương Yên cứu viện, còn mình định dẫn kị binh tinh nhuệ xông ra ngoài thành, dựa vào Tây Sơn để đánh Ký châu, cắt đường về của Viên Thiệu. Nhưng thủ hạ là Quan Tịnh can ông không nên bỏ Dịch Kinh, ông bèn ở lại giữ thành.

Quân Viên Thiệu từng bước áp sát, vây chặt Dịch Kinh. Nhiều tướng sĩ dưới quyền Công Tôn Toản chán nản, lo không giữ nổi, bèn bỏ chạy trốn[2].

Trương Yên nhận lời Công Tôn Tục, dẫn 10 vạn quân chia làm 3 đường đi cứu Công Tôn Toản. Quân cứu viện sắp đến. Công Tôn Toản bèn viết thư ra cho Công Tôn Tục, hẹn Tục hãy dẫn 5000 quân đến chỗ trũng phía bắc thành, đến giờ đốt lửa làm hiệu sẽ cùng giáp công trong ngoài.

Nhưng thư của ông gửi ra bị Viên Thiệu bắt được. Viên Thiệu tương kế tựu kế, bèn đốt lửa lừa Công Tôn Toản. Ông tưởng cứu binh tới bèn mang quân ra đánh, không ngờ rơi vào mai phục. Công Tôn Toản bại trận phải chạy về thành đóng cửa cố thủ.

Viên Thiệu bèn sai quân đào đường ngầm, dùng gỗ chống lên, dần dần đào tới gò đất chỗ Công Tôn Toản ở. Khi dựng gỗ xong, quân Viên Thiệu châm lửa đốt, phá hoại lâu đài, khiến đất sụt xuống. Lầu đổ, Viên Thiệu thừa cơ thúc quân đánh vào.

Công Tôn Toản tự biết không thể chống cự được nữa bèn dùng dây thắt cổ giết chết vợ con, các chị em rồi đốt lửa tự thiêu mà chết.

Quan Tịnh ân hận vì khuyên ông ở lại Dịch Kinh đến nỗi thiệt mạng, bèn liều mình cưỡi ngựa xông vào quân Viên Thiệu, chiến đấu tới kiệt sức mà chết. Trương Yên lui binh, còn Công Tôn Tục bỏ trốn về phía bắc, bị tộc người Đồ Các[3] giết chết.