我国夏代就筑有城墙，所以城池攻坚战应当也起自于此。目前最早攻坚战的的记载是出自于《诗经》，里面有几句诗描写了周文王去攻伐崇国的都城。春秋末期的兵书《孙子》对攻坚战有比较独特的见解，提出“其下攻城，攻城之法为不得已”，还有提到“橹”、“轒辒”、“距堙（土山）”等一些攻守器械。战国末期的《六韬》对军中所需要的器械有比较全面的介绍。
最经典的当属《墨子》一书中对攻守战的记载，其中讲述了墨子与公输盘（鲁班）两位大师，就楚伐宋的问题上，展开一场攻守模拟战，鲁班九次攻击都被墨子挡了下来，到此鲁班已无其它方法，而墨子还有多种守城方法，最终楚王放弃攻宋。可见当时的攻守器械水平已经很高了，不过书中并未详细说明九攻九守之法。《墨子·备城门》中有归纳12种攻法，就是“临、钩、冲、梯、堙、水、穴、突、空洞、蚁附、轒辒及轩车”，不过也没有具体说明。针对这12种攻法，还提出防守原则，即“城池修，守器具，推粟足，上下相亲，又得四邻诸侯之救，此所以持也。”因为墨子“非攻”的思想，所以防守方法及器械记载比较详细，但进攻方面则较简略。
从秦汉到三国，提及较多的攻城器械主要是两大类，一是用登城的云梯;二是用于掩护的轒辒;这两类器械都不能用来“撞城”,从1976年合肥出土一个貌似用来“撞城”的撞车头来看，有可能东汉或最晚于三国，就有第三类攻城器械了，是用于破坏城防的。后代的攻城器械虽然越来越多，但大体还是分属这三类。唐《通典》对常用的攻城器械做了概括，但没有提到破坏城防类的器械，说明这类器械应该在唐的应用还不广泛。宋是古代战争器械发展的顶峰，《武经总要》中就列出几十种攻城器械，包括好几种破坏城防类的器械，说明此时已经比较普遍使用了。
檺桥类器械
之前说过，商代的城墙外就已经有壕沟了，不过相关的文献记载还是很少，早期关于渡壕沟的方法跟器械也很难找到。直到《六韬》一书中才有对壕桥的记载，《六韬》是战国时期的后人伪托吕望（即姜子牙）所著，反应了战国时期的水平，从书中可得知，战国时壕桥称为飞江、飞桥，这时的壕桥已用上销轴及辘轳，每具宽为一丈五尺，可以八具并用，供大部队通过。
《武经总要》中有三种壕桥，有两轮壕桥、四轮壕桥跟折叠桥。里面有记：“壕桥长短，以壕为准。下施两巨轮，首贯两小轮，推进入壕，轮陷则桥平可渡。若壕阔，则用折叠桥，其制以两壕桥相接，中旋转轴，用法亦如之。”不过图里却看不到大小轮，倒是在四库全书的《武经总要》中有这样的图。
战国时的壕沟宽已达“二丈以上”，所以壕桥长是超过二丈的，因此所用木材也是粗大的，整体上壕桥是很笨重的。壕桥的轮子是比较大的，要起到桥柱来支承壕桥的作用，这样才会在壕沟稍宽于壕桥长度时，使其“桥平可渡”。如果壕沟较宽就用折叠桥，从图中可看出已用了转关（即销轴），但见不到辘轳，古时辘轳一词常指滑车、绞车等，从有些古籍中可知这里应该是用绞车。另外四库全书的《武经总要》的折叠桥更合理些，一是桥上没栏杆，不会因两段桥面高度差太大而无法相连;二是轮子也比较大。
《武经总要》中还有二种壕桥，就是下图的填壕车跟填壕皮车，不过书中没有文字说明。填壕车应该跟折叠桥类似，不过不下水。填壕皮车有车厢封闭，可保车内人员安全。
地道
地道有进攻地道跟防守地道两种，之前说过防守地道了。进攻地道有两种作用，一种是通过地道潜入城内;一种是破坏防御建筑，如在城墙下挖掘地道，并以木柱、木板支撑，等挖得够长时就放火烧柱，以使城基塌陷。
进攻地道跟防守地道结构尺寸大体一样，《墨子》中记有两处防守地道尺寸，一处记高宽各8尺，一处记高7尺半。还记有如何修建，即在挖掘时，每隔两尺，就在地道两旁各立一根直径为二尺半的柱子。两柱子间隔七尺，柱子下方垫石座，两柱上方则撑以木板，叫“负土”，以来支撑上方泥土防止塌陷。湖北黄石铜绿山古铜矿中有战国到汉时的古矿坑道修建情况，里面立柱下也是用木板相联，而不是石座，这样立柱跟上下板就形成一个封闭的方框。
《武经总要》中对地道的描述是：“地道约高七尺五寸，广八尺。凡攻城者使头车抵城，凿城为地道，每开至尺余，便施横地栿，立排沙柱，架罨梁，防城土下摧，凿之渐深，则随益设之，彼夫运木，皆自头车、绪棚内外来往。”这段就可知木框结构的名称，在下面的横地栿，两旁的沙柱及上面的罨梁。
掩护类器械
这类器械用于掩护士兵抵达城下，并可进行挖掘地道等作业，早期这些被孙子叫作轒辒车，后来轒辒车也归于这类器械。
1、轒辒车
这种器械最早出现在《诗经》中称为“冲”，就是冲车，从《孙子》开始称为轒辒车。唐代杜牧对《孙子》中的注释中有说“轒辒、四轮车、排大木为之，上蒙以生牛皮，下可容十人，往来运土填堑，木石所不能伤，今所谓木驴是也。”车上排大木是保证顶部强度以承受住重物的打击;外蒙生牛皮可有效保护木质，防止被矢石击坏。但是轒辒车也并不就是木驴。
《武经总要》对轒辒车的说明是：“古轒辒车，下虚上盖如斧刃（其车梯盘勿施桄板，中可容人著地推车）,以四车轮，其盖以独绳为脊，以生牛皮蒙之，中可蔽十人，轒辒推之，直抵城下攻厥。”按此说明，这车是没有底板的，人藏在车中推车前行。这里说“盖以绳为脊”不太合理，一来制作困难，二来强度不够，从图中也看不出来，还是上面说的“上排大木”更合理。这类车的共同点是坚固、无底板、人隐于其中推车，既可进行攻坚作业，也可挖掘地道。
《武经总要》还有“尖头木驴”，记：“尖头木驴形如轒辒车，唯增两轮，上横大木为脊。长一丈五尺，上锐下方，高八尺，以生牛革裹之，内蔽十人，推逼城下，以攻城作地道。”其顶“上锐下方”，可有效减少所受到的垂直打击力度。另有“木牛车”，记：“木牛以坚木厚板为平屋，裹以生牛革。下施四车轮，自内推进，以蔽攻城人，亦木驴之类也。” 这种车优点就是制造简单。
除《武经总要》记得这些轒辒车外，还有《宋书》、《齐书》记载的可容纳300人的“大虾蟆车”;《干戈春秋》记载的长数十丈、高数丈需借风力推进的“云梁”;《六韬》中记载的需24人推动的“武冲大扶胥”等大型战车。这些车形制上与轒辒车类似，作用也相似，所以归为一类。
2、头车
攻坚器械中，头车是最复杂，功能最完备的一种，由三部分组成，即屏风牌、头车及绪棚，可以说是一个车队。《武经总要》里记：“绪棚接续头车,架木为棚故曰绪棚，其高下如头车，棚上及两旁皆设皮笆，以御矢石。若头车进，则益设之，随其远近。若敌人以火焚车及棚，则设施泥浆麻搭，浑脱水袋以救之”。
屏风牌在最前面，用于保护头车内的人，屏风上应该有启闭的窗口来观察跟射箭，使车内的人“于百步内，以矢石击当面守城人，使不能立”;头车在中间，是用来掩护士兵挖地道的。其木架坚固，顶上部分蒙生牛皮，还铺有些浮草。顶上还有天窗，车旁有三支拐子木，起平稳作用。车内无底板，由车内人推进;绪绷在最后，供士兵休息、换班之用。其后还有一“找车”，其实是绞车，配合大麻绳使用。
头车工作，是先将整车推到城下，拆掉屏风牌，让中间头车上前挖掘地道，绪棚内人员就等待换班或做其它辅助事情，后面绞车把地道中的土或其它器材运出。
3、其它
除了上述的轒辒车、头车可掩护挖地道，还有半截船、钩撞车也有同样功能。
破坏城防器械
1、撞车
撞车主要是用来破坏城门的，比较有代表性。从下图复原图跟《武备志》中的图可以看出，车架上用绳悬挂一个巨大撞杆，杆身是木质，杆头装有大铁头。攻城时，由数人向后拉撞杆，再向前推，来撞击城门或其它设施。图中车架后面还有两根向后延伸出去的木柱，经过研究跟实验，可以确定其是可以放下跟收起的支撑棒。当车撞击时，会产生巨大的反作用力，所以需放下支撑棒来稳固车。
至于撞车的铁头具体数据书中没有说明，不过安徽合肥有出土三国时的铁撞头一件，其腹部边宽8.5cm,全长39cm,重量为12公斤。《武经总要》跟《武备志》都把撞车归入防守一类，有记：“撞车上设撞木，以铁叶裹其首。逐便移从，伺飞梯临城则撞之。”从这可知，防守时用来撞击敌方的进攻器械。
2、饿鹘车
鹘是一种鸟，很形象地说明了这车工作时就像鸟啄食一亲。该车有一长木杆从车架上的横轴的大孔中穿过，同时木杆跟横轴孔的间隙应该较大，这样可以前后伸缩，又可以随横轴转动而摆动，至于下图《武经总要》中没有显示孔是错的。在木杆的上端安有个巨大铁铲，以此来破坏敌方器械或伤敌。木杆末端有五个手柄，便于操作。木杆长度可根据实际情况而定，下图的模型图的木杆就较长，适于击打高目标。工作时就手握杆下的手柄，或伸缩、或旋转来驱*敌方或击毁设施。
3、搭车
该车饿鹘车类似，所不同的是该车长杆上端是巨大的三齿铁爪子。饿鹘车的主要有效动作是向前执捣，而搭车的主要有效动作是向后钩拉。至于木架后的绳子应该是空车行进时，把长杆捆绑在车架用的，来避免摇晃误伤士兵。
4、砲楼
图为《武经总要》中砲楼，其粗大木架上有一个坚固的厚木板盖，蒙有生牛皮，下无底板，人可以在车内推行，上似楼形的车盖可御矢石，保护人员安全。同样前面横轴上有个粗大木杆，杆后装有大铁锤，杆前有两粗绳用于拉扯粗杆。车顶上有一段绳索，可捆扎粗杆，保证行进中稳定铁锤。
工作时，将其推至城门、城墙或其它防御设备前，然后车内人员用力拉动绳索，使铁锤向前有力锤击。拉动后要及时松手，铁锤就可以在反作用力下复位，这样就可以反复击打。其工作原理与砲类似，但是砲楼是近处工作更精准。
云梯
云梯是用来登城以进行强攻的一种器械。云梯出现很早，在攻坚战中作用很大，即使火炮出现后，威力还不足以摧毁城墙时，仍得用云梯。
1、早期云梯
关于云梯的最早记录还是在《诗经》中，从中可知西周就已使用不同类型的云梯。春秋战国时期的各类兵书史中提到多种云梯类器械，如“临冲”、“蚁附”还有墨子攻城12法中的“临、钩、梯”。这一时期云梯的结构主要通过一些文物图画中得知，如成都出土的嵌错铜壶上的图等。根据这些图跟史料，这一时期（西周到春秋战国）云梯形制有三种，一应是普通的木梯，或即《墨子》中的“梯”;二应是《诗经》、《墨子》中的“钩”、“钩援”、“钩梯”，约是普通木梯上端装有铁钩;三是云梯后部安有两大轮，便于推动，云梯因此也可做的更大。
2、唐宋云梯
唐代云梯有了很大变化，《通典》中说：“以大木为床，下置六轮，上立双牙，牙有检梯。节长丈二尺有四，桄恍相去有三尺，势微曲，递互相检，飞于云间，以窥城中。有上城梯首冠双辘轳，枕城而上，谓之飞云梯。”主要有几个变化，一是云梯架下安6个轮子;二是结构中有“检梯”，应该是云梯的主梯，与下图宋《武经总要》中的云梯相近。三是多了“副梯”，其上的“辘轳”应该是小轮，参考下图“蹑头飞梯”上的小轮;四是有封闭车厢。唐云梯这种主副梯、多轮的形制，使唐云梯达到一个空前高度。
云梯到宋代结构制作更精良，下图《武经总要》的云梯书里是这样记载：“云梯以大木的为床，下施六轮。上立二梯，各长二丈余，中施转轴。车四面以生牛皮为屏蔽，内以人推进。及城则起飞梯于云梯之上，以窥城中，故日云梯。”而飞梯（即副梯）有多种样式，如飞梯：“长二三丈，首贯双轮。欲蚁附，则以轮著城推进”;蹑头飞梯：“如飞梯之制，为两层，上层用独竿竹，中施转轴以起梯，竿首贯双轮，取其附城易起”;竹飞梯：“用独竿大竹两旁施脚涩以登”。唐云梯中的上城梯应该就是这里的飞梯。宋的云梯是吸取唐云梯先进结构并完善化。
复原此云梯是时，认为其是前左右上四面封闭，底部是空的，士兵才可进入推行，前面应该有个门，也可能开在侧面。到达目的地后，车内人迅速出门，有的士兵上后边去推上节车梯，有的士兵去拉由梯顶引出的绳索配合控制上节车梯翻转，车内车上人配合把车梯准确放到城头上去。攻城时，一般是多部云梯四面同时出动。
3、宋之后云梯
明《武备志》中又有一种新的登城器械，即临冲吕公车。从图可以看出该车巨大坚固，下有8轮，车有5层，高应该有十几米，各层有木梯相联，方便人员往来各层，车顶车后都裹有生牛皮，车前装有栅栏，防止敌方突入，上两层还装有刀枪等兵器来防敌。当车推近城墙时，车内士兵适当集中于高层（比城墙稍高），等车一到就迅速跃入城头攻*，或直接射箭。该车笨重但功能多，就像个移动的“堙距”（小土山）。
在不同的场合，一些早期的云梯还是有使用的，清《钦定大清会典图》就有一副早期云梯图，上安有两滑轮，可“枕城而上”，还悬有两支柱可使云梯未达城墙时就可架设在空地上，另从顶上引出两绳，起稳定作用。此外，从《六韬》起的多方史料都有提及“以窥城中”，说明云梯除了登城外，还有侦察作用。
火攻类器械
1、引火物
火攻是种十分常用的攻击手段，《孙子》中火攻篇有记：“凡火攻有五：一曰火人，二曰火积，三曰火辎，四曰火队。行火必有因，烟火必素具。发火有时，起火有日。”指出目标是营寨、积聚、辎重、仓库及队列等。唐《通典》对火攻举出“火兵、火兽、火禽、火盗、火弩”等引火之物。《武经总要》中则有收录下图五种引火物。
2、火车与火舡
下图是《武经总要》中的火车与火舡，书里记火车：“火车以两轮，车中为炉，上施镬，满盛以油。炽炭火爨令沸。仍四面积薪。推至城门楼下，纵火而去。敌必下水沃之，油得水其焰益高，则楼可燔也。”可知城上浇水只会使油火腾空直烧敌楼。记火舡：“凡水战，用弊船或木筏载以刍薪从上风顺流发火，以焚敌人楼船、战舰”。
3、猛火油柜
猛火油炬可以喷射燃烧着的“猛火油”，是最早的火焰喷射器，是意义重大的发明。《武经总要》记:“放猛火油，以热铜为柜，下施四足，上列四卷筒，卷简上横施一巨筒，皆与柜中相通。横筒首尾大，细尾，开小窍大如黍粒。首为圆，口径寸半。柜旁开一窍，卷筒为口，口有盖，为注油处。横筒内有桚丝杖，杖首缠散麻，厚寸半。前后贯二铜束约定。尾有横拐，拐前贯圆揜，入则用闭筒口。放时，以杓自沙罗中挹油,，注柜窍中，及三斤许。筒首施火楼，注火药于中，使燃（发火用烙锥)，入投丝放于横筒，令人自后抽杖，以力蹙之、油自火楼中出，皆成烈焰。其挹注有椀、有杓;贮油有沙罗;发火有锥;贮火有罐;有钩锥、通锥以开筒之壅塞;有钤以夹火，有烙铁以补漏。(通柜筒有罅漏，以蜡油青补之。凡十二物，除锥、钤、烙铁外，悉以铜为之。）”
从上面记叙中可知猛火油柜是通过横筒向外压射燃烧的油，借其引燃它物。主体是熟铜油柜、横筒（现称油缸）、拶丝杖。把拶丝杖推入横筒，就是现在的活塞，杖上缠散麻并以铜束约之，杖前横拐作手柄。横筒前火楼起引燃之用，即使用时要先用烙锥引燃火楼中的火药。其结构示意图如下，抽拉手柄1来充油喷火。《武经总要》中还有一种小型猛火油柜便于携带。
“猛火油”还可以置于壕中燃烧阻敌，这种油是经过粗加工的石油产品。中国对石油的应用很早，在《汉书》中就有石油的记载。北宋时设“军器监”机构，其下有十一作坊，谓火药、青窑、猛火油、金火、大小木、大小炉、皮作、麻作、窟子作是也。其中“猛火油作”就专门来生产“火油”。早期是使用未加工石油，在《南唐书》中渐出现石油制品，即“火油”。
扬尘器械
在古代战争中，很早就有使用烟雾来掩护军事行动，以进行攻防，其烟雾剂有烟尘、粉尘。早期放烟尘是在上风头施放，后来用到鼓风器械，《墨子》中就有记在地道中使用烟雾的情况。《通典》中则有记守城时使用烟雾来眯人眼。《武经总要》中则有记攻城时借风使用烟雾来掩护进攻。这类器械有鼓风器、扬尘车还有前文提到的风扇车。
1、鼓风器
最早的鼓风器是《墨子》中记载的橐，橐即囊。有“橐以牛皮”，反映这鼓风器是牛皮制造的。古代冶金也用囊鼓风，这囊也可用马皮制造，《淮南子》有话：“马之死也，剥之若橐”。王振铎先生曾复原过这种皮橐，其组成应是“三个木环，两块圆板，外敷以皮革而制成的。”风门则设在两头的圆板上，排风管下接地管，外接练炉。《后汉书》中有记载“排橐”，应该是其一种使用方法，书中说将“排橐”同石灰安放在几十辆马车上，作战时用“排橐”鼓灰，使敌方看不见。
之前有说过冶金用的鼓风器后来发展为木风扇跟木风箱。史料中也有许多记载使用烟雾辅助作战的例子，而宋代《老学庵笔记》中有记“灰砲”，是：“用极脆薄瓦缸，置毒药、石灰、铁蒺藜于其中，临阵以击贼船，灰飞如烟雾，贼兵不能开目。”这灰砲制作方便。之后还多以火药来制造烟雾。可见古代战争常大量使用烟雾、粉尘来作战，而且方法也多。
2、扬尘车
《武经总要》中有记一种专门来扬播烟尘的扬尘车，里面说：“扬尘车约行烟，置三二十具，如飞梯、板屋之类（或即以飞梯板屋移用之亦通）。其车与烟同纵，待烟气盛，即推车逼城，扬其尘灰。守城人不能存立，必回避、聚向一边，则攻城人可缘上（用石灰最佳）。”纵烟物体及粉尘应该是置于车上的灰斗中，车顶下垂的绳索用以控制放烟量。这里没有鼓风器，应该是靠自然风来扬尘的。
防毒器械
古代战争中制造有毒物质来伤害敌方是常有的事，早在春秋时期，就已经有化学毒剂，《左传》中记载最早的化学战，公元559年，晋国同各诸侯国进攻秦国，秦国于泾河上游投毒，致联军中多人中毒。
1、药物防毒、解毒
《墨子》中有一套简单易行的防毒措施，有：“盖持醯、客即熏，以救目。救目，分方（鼓金）凿穴，以益盛醯置穴中，文盆毋少四斗。即熏，以自临醯上及以沺目。”说敌人于地道放毒雾时，可用醯来救治保护眼睛，醯多被认为是醋一类的东西。到宋《武经总要》更有记：“贼若纵烟向城，则列瓮缶以醋浆，水各实五分，人复其面上，其烟不能犯鼻目”。
《武经总要》中有一套防毒措施，记：“凡防毒有五：一谓新得敌地，勿饭其井泉，恐先置毒。二谓流泉出于敌境，恐潜于上流入毒。三谓死水不流。四谓夏潦涨霪自溪塘而出，其色黑及带沐如沸，或赤而味咸，或浊而味涩。五谓土境旧有恶毒、毒草、毒木、恶虫、恶蛇，有如含沙水弩有蜮之类，皆须审告之，以谨防虑。”可见其防毒措施还是比较周全的。
《武备志》中记有“解毒圣药方”的解毒方剂，明西方传教士汤若望口授，焦勖记录的《火攻挈要》中还记有“解火毒药方”、“避火毒药方”、“敷火毒药方”及“贴火疮药方”等。
2、防毒器材
除药物来防毒外，还有使用一些防毒设施跟器材。《武经总要》记载在地道中作战时：“凡我凿地道，敌人作翻身窟，注药害我，我则应张设皮漫，系绳于排沙柱端以盛之，则无害。”还说如欲向敌穴注毒汁时则：“自翻身窟中以注盘，透槽下灌敌人。”
明代还开始使用防毒面具了，在《干戈春秋》记述有一个战例，李如松带领的中朝联军，在攻平壤时，曾对日军施放毒火箭，而为避免攻城队中毒，每人要佩带浸以醋浆的防毒口罩。这应该是最早记有军中使用防毒面具的记录了。
