公孙胜向宋江和吴用展示了一个阵图，并解释说这是汉末三国时期诸葛亮曾经用过的石阵。这个阵图四面八方分布，共有八八六十四个小队，中间是大将的位置。整个阵型看起来像是四头八尾，可以左旋右转，依据天地风云的变幻和龙虎鸟蛇的形态来布阵。
公孙胜计划等敌人下山冲入阵中后，两军同时发动，引导他们进入阵中。当看到七星号带起的地方，就把阵型变为长蛇之势。公孙胜将施展道法，使这三人在阵中迷失方向，前后无路，左右无门。同时，在坎地上挖下陷坑，逼迫这三人到那里，然后两边埋伏下士兵用挠钩捕捉他们。
宋江听了非常高兴，立即传令让大小将校按照公孙胜的计划行动。同时安排了八名猛将来守阵，包括呼延灼、朱仝、花荣、徐宁、穆弘、孙立、史进和黄信。柴进、吕方、郭盛则负责指挥中军。宋江、吴用、公孙胜带着陈达和另外五个士兵，在高坡上观察对阵的情况并随时报告。
到了巳牌时分，众军依山摆开阵势，摇旗擂鼓挑战。只见芒砀山上响起二三十面锣声，三个头领带着三千多人下山应战。左右两边分别是项充和李衮，中间马上的好汉是樊瑞。樊瑞是濮州人氏，幼年曾作过全真先生，后来在江湖上学得一身好武艺。他擅长使用流星锤，神出鬼没，能斩将夺旗，人们都不敢靠近他，因此绰号叫混世魔王。他的英雄形象被赞美为：头散青丝细发，身穿绒绣皂袍，身披连环铁甲，在寒霄中闪耀。他擅长使用铜锤，技艺高超。他好似北方的真武大帝，世间伏怪除妖的英雄。他在江湖云游，名声远扬，被誉为混世魔王。
那混世魔王樊瑞骑着一匹黑马，站在阵前，他的上首是项充，下首是李衮。尽管樊瑞擅长神术妖法，却并不懂得阵势的奥妙。他看到宋江的军马四面八方摆成了阵势，心中暗喜：“你们若摆阵，就中了我的计策。”于是，他吩咐项充和李衮：“如果看到风起，你们两个就带着五百滚刀手杀入阵中。”
项充和李衮领命后，各自握紧蛮牌，挺着标枪飞剑，只等樊瑞一声令下。樊瑞站在马上，左手握着流星铜锤，右手持着混世魔王宝剑，口中念念有词，然后大喝一声：“疾！”顿时狂风四起，飞沙走石，天地变得昏暗无光。
项充和李衮呐喊着，带着五百滚刀手冲向宋江的军阵。宋江的军队看到他们冲来，便分成两路。项充和李衮一冲入阵中，就被强弓硬弩射住，只有四五十人冲了进去，其余的人都退回了本阵。
宋江在高坡上看到项充和李衮已经冲入阵中，便命令陈达挥动七星号旗。那座阵势随即变化，纷纷滚滚地变成了长蛇之阵。项充和李衮在阵中东奔西走，左盘右转，找不到出路。高坡上的朱武用小旗指引着他们，如果他们向东冲，朱武就指向东；如果他们向西冲，朱武就指向西。
公孙胜在高处看到这一幕，便拔出松文古定剑，口中念动咒语，然后大喝一声：“疾！”只见风随着项充和李衮的脚跟乱卷。他们在阵中只见天昏地暗，日色无光，四周看不到一个军马，一望都是黑气。他们后面跟的人都不见了踪影。
项充和李衮开始心慌起来，只想着要夺回路回到本阵中去。但是他们百般寻找都找不到归路。正在他们焦急万分的时候，突然地雷大作一声巨响。他们两个在阵中叫苦不迭，双双跌入了陷马坑中。两边的挠钩手立刻把他们搭起来绑缚了，然后解上山坡请功。
宋江见二人被擒，挥鞭一指，三军将士便如猛虎下山一般掩杀过去。樊瑞引着人马急忙奔走上山躲避，来不及逃跑的士兵被斩杀大半。
宋江收拾军队后，在帐前与众头领坐下。项充和李衮被押解到他的面前，宋江立即命人解开他们的绳索，并亲自为他们敬酒，说：“二位壮士，请别见怪，战场上不得不如此。我早就听闻你们三位壮士的大名，一直想去请你们上山共聚大义，只因没有找到合适的机会，所以错过了。如果你们不弃嫌，愿意加入我们，那真是太好了。”
项充和李衮听后，拜伏在地道：“我们也早听闻及时雨宋江的大名，只是无缘得见。今日被擒，本以为是死路一条，没想到您却以礼相待。如果我们能得蒙不杀，并收留我们，我们愿意誓死效忠，报答您的大恩。樊瑞那人，没有我们两个辅助，也无法成事。如果您肯放我们其中一个回去，我们一定劝他投降。不知您意下如何？”
宋江说：“壮士们，不必留一人在此作为人质，你们两位可以一起回贵寨。我明日等候你们的好消息。”项充和李衮拜谢道：“您真是大丈夫！如果樊瑞不肯投降，我们一定把他擒来献给您。”宋江非常高兴，设宴款待他们，并赠送了新衣和好马，然后派小喽啰护送他们下山回寨。
两人回到芒砀山下，小喽啰们大惊失色，急忙将他们接上山寨。樊瑞询问两人的来意，项充和李衮将宋江的义气详细地叙述了一遍。樊瑞听后说：“既然宋公明如此大贤且重义气，我们不可逆天而行。明日一早，我们都下山投降吧。”当晚他们收拾好寨内事务。
次日天刚亮，三人一起下山来到宋江的营寨前投降。宋江扶起他们三人进入帐中坐定。三人见宋江没有丝毫相疑之意都倾心吐胆地诉说自己的平生之事。接着他们拜请众头领都到芒砀山寨中设宴款待宋江等头领同时犒赏三军。
酒席过后樊瑞拜公孙胜为师宋江则让公孙胜传授他五雷天心正法。樊瑞大喜过望。在短短几天内他们牵牛拽马将山寨的钱粮全部打包带走烧毁了寨栅跟随宋江等人班师回梁山泊。
宋江与众好汉一同返回梁山泊。戴宗在路上先行传报，得知他们回山的消息早已传到了山上。当宋江的军队抵达梁山泊边缘，正准备过渡时，只见芦苇岸边的大路上，一个大汉望着宋江便行礼拜见。
宋江慌忙下马扶住他，问道：“你姓甚名谁？来自何处？”那人回答道：“小人姓段，双名景住。因为人们见我赤发黄须，都称我为金毛犬。我祖籍涿州，平生以去北边地面盗马为生。今年春天，我盗得了一匹好马，那马浑身雪白，没有一丝杂毛，从头到尾长一丈，蹄到脊背高八尺。这马高大威猛，日行千里，北方有名，被称为照夜玉狮子马。原本是大金王子骑坐的，放在枪竿岭下，被我盗了来。江湖上我只听闻及时雨宋江的大名，但无缘相见，因此想将这匹马进献给头领，以此表达我加入梁山的诚意。不料在凌州西南的曾头市被那曾家五虎夺了去。我告诉他们我是梁山泊宋公明的人，但他们却说了许多不敬的话，我不敢尽述。我侥幸逃脱，特来告知此事。”
宋江打量这人，虽骨瘦如柴，但形貌奇特。有诗为证：焦黄头发髭须卷，盗马不辞千里远。强夫姓段涿州人，被人唤做金毛犬。宋江见段景住气质非凡，心中暗喜，便道：“既然如此，且同到山寨里商议。”于是带着段景住一同下船，到金沙滩上岸。
晁天王和众头领在聚义厅上迎接他们。宋江让樊瑞、项充、李衮和众头领相见，段景住也一同参拜了各位头领。随后打起聒厅鼓来，摆设庆贺筵席。
宋江看到山寨增加了许多人马，四面八方的豪杰也纷纷前来投奔，于是命令李云、陶宗旺监督工程，扩建房屋和加固四周的栅栏。段景住又再次提及那匹被夺走的宝马的种种优点，这激起了宋江对这匹马更强烈的兴趣。因此，宋江派遣神行太保戴宗前往曾头市探听那匹马的下落，并要他尽快回报。
戴宗前往曾头市，经过三五日的探听，回来向众头领报告说：“曾头市共有三千多家，其中有一家名为曾家府。家主原是大金国人，名叫曾长者，他生了五个儿子，被称为曾家五虎。他们的大儿子叫曾涂，二儿子叫曾参，三儿子叫曾索，四儿子叫曾魁，五儿子叫曾升。另外，他们还有一个教师叫史文恭，一个副教师叫苏定。在曾头市上，他们聚集了五七千人马，扎下营寨，制造了五十多辆囚车，发誓与我们势不两立，定要捉尽我们山寨中的头领。那匹千里玉狮子马，现在被教师史文恭骑着。更让人气愤的是，他们还编了一些歌谣，让市场上的小孩子们都唱，歌词大意是要扫荡梁山，剿除晁盖，生擒宋江和吴用，以及曾家五虎天下闻名等。”
晁盖听了戴宗的报告后，心中大怒，说道：“这些畜生竟敢如此无礼！我一定要亲自去一趟，不捉到他们，誓不回山！”宋江劝道：“哥哥是山寨之主，不可轻动。我愿意前往。”但晁盖坚持要亲自去，说道：“不是我要抢你的功劳，你已经下山多次了，厮杀劳困。这次我替你走一趟，下次有事你再去。”宋江再三苦劝，但晁盖愤怒难平，于是点起五千人马和二十个头领相助下山。
晁盖点的那二十个头领包括林冲、呼延灼、徐宁、穆弘、刘唐、张横、阮小二、阮小五、阮小七、杨雄、石秀、孙立、黄信、杜迁、宋万、燕顺、邓飞、欧鹏、杨林和白胜。他们带领三军人马下山征进曾头市。宋江与吴用、公孙胜等众头领在山下金沙滩为他们饯行。
然而，在饮酒之际，忽然刮起一阵狂风，将晁盖新制的认军旗吹折了半腰。众人看到这一幕都大惊失色。吴用劝道：“这是不祥之兆，兄长最好改日出军。”宋江也劝道：“哥哥刚刚出军就遇到这样的风吹折认旗确实对军队不利。不如暂时停留等待时机再和那帮人较量也不迟。”但晁盖却坚持认为这只是天地间的风云变幻并不足为奇，并趁着春暖花开的时节去攻打他们。他认为如果现在不去捉拿他们等他们势力壮大后再去进攻就迟了。于是他不顾众人的劝阻执意引兵渡水前往曾头市。宋江无法阻止他只能悒怏地回到山寨并再次派遣戴宗下山去探听消息。
晁盖领着五千人马和二十个头领，浩浩荡荡地来到曾头市附近，并在对面扎下了营寨。次日，他带着众头领亲自上前线去查看曾头市的形势。只见这里地势险要，四周环绕着野水和三面高岗，确实是易守难攻之地。而曾头市的人马也看起来非常彪悍，让人不敢小觑。
正在晁盖等人观察的时候，突然柳林中冲出一队人马，约有七八百人。为首的好汉是曾家第四子曾魁，他大声喝道：“你们这些梁山泊的反贼，我正要拿你们解官请赏，没想到你们自己送上门来了！还不快下马受缚！”晁盖大怒，正要上前迎战，却见豹子头林冲已经出马去战曾魁了。两人斗了三十多个回合，不分胜负。曾魁自知不是林冲的对手，于是拨马往柳林中逃去。林冲也不追赶，勒住马回到了本阵。
晁盖带着人马回到营寨中商议对策。林冲建议道：“来日我们直接去市口挑战，看看他们的虚实如何再做打算。”次日天明时分擂鼓呐喊，引领着五千人马向曾头市口平川旷野之地列成阵势。曾头市上听到炮声响起也派出了大队人马前来迎战。只见他们一字儿排着七个好汉：中间是都教师史文恭上首是副教师苏定下首是曾家长子曾涂左边是曾参、曾魁右边是曾升、曾索。这七人都是全身披挂手持兵器严阵以待。而史文恭更是弯弓插箭坐下那匹千里玉狮子马手里使一枝方天画戟神气十足。
三通鼓罢之后曾家阵里突然推出数辆陷车放在阵前。曾涂指着对阵骂道：“你们这些反贼看到我们的陷车了吗？我们曾家府里杀人如麻，死的不算好汉！我们要一个个活捉你们装载在陷车里解上东京碎尸万段！你们如果识相的话就趁早投降或许还能有条活路！”晁盖听了大怒挺枪出马直奔曾涂而去。众将担心晁盖有失也纷纷掩杀过去两军顿时混战在一起。曾家军马一步步退入村里在林冲、呼延灼的紧逼下东西赶杀。但林冲见路途不好急忙退回来收兵。这一场混战双方都折损了一些人马。
晁盖回到营寨中心中甚是忧虑。众将纷纷劝解道：“哥哥且放宽心不要过于愁闷伤了身体。往常宋公明哥哥出兵也曾失利过但最后还是能得胜回寨。今日虽然混战了一场但并没有输给他们何必如此忧闷呢？”然而晁盖却仍然郁郁不乐。在营寨内一连待了三日每天都去挑战但曾头市上却并不见一个敌人出来应战。
在第四日，有两个和尚突然来到晁盖的营寨投拜。他们被引到中军帐前，跪下告诉晁盖，他们是曾头市东边法华寺的监寺僧人。因为曾家五虎经常来寺里捣乱，索要金银财宝，他们无法忍受。而且，他们知道曾家五虎详细的出没地点，所以特地前来请求晁盖带领人马入寨劫营，以剿除他们。
晁盖听了大喜，便请两个和尚坐下，设酒款待。然而，林冲却心生疑虑，他劝晁盖不要轻信这两个和尚，怀疑其中可能有诈。但和尚们坚称他们出家人不打诳语，久闻梁山泊行仁义之道，因此特地来投拜。他们还质疑曾家未必能赢得晁盖的大军，为何晁盖会怀疑他们。
晁盖为了证明自己的决心和勇气，决定亲自带人入寨劫营。林冲建议分一半人马去劫寨，晁盖在外面接应。但晁盖坚持要亲自去，他认为如果不亲自去，谁会肯向前冲锋呢？最后，晁盖点了十个头领，带领二千五百人马入寨。这十个头领分别是刘唐、阮小二、呼延灼、阮小五、欧鹏、阮小七、燕顺、杜迁、宋万和白胜。
当晚，他们悄悄地跟着两个和尚来到法华寺内。晁盖发现寺内没有其他僧众，感到奇怪。和尚解释说，因为曾家五虎的骚扰，其他僧人都已经还俗离去了。现在寺里只有长老和几个侍者居住在塔院里。
晁盖等人暂且屯住了人马，等待更深些时候再行动。三更时分，和尚引路，晁盖带着诸将上马出发。然而，走了不到五里多路，突然发现两个和尚不见了踪影。前军不敢擅动，因为四周道路杂乱难行且没有人家。军士们开始慌张起来并报告给晁盖知道。
呼延灼建议立即返回原路但已经来不及了。他们刚走了不到百步就听到四下里金鼓齐鸣喊声震天火把通明。一彪军马突然冲出来向他们射箭。晁盖被一箭射中脸上倒撞下马来。呼延灼和燕顺两骑马死命救出了晁盖并杀出村外与林冲等引军接应才敌得住对方的攻击。
两军混战直到天明才各自收兵回寨。
林冲回来清点人数时，发现三阮、宋万、杜迁从水中逃脱得以保命，带去的二千五百人马，只剩下了一千二三百人，他们跟着欧鹏都回到了营帐中。众头领急忙前来看望晁盖，只见那枝箭正射在他的面颊上，急忙拔下箭来，却因流血过多而晕倒。看那箭上，刻有“史文恭”的名字。林冲急忙叫人取来金枪药给晁盖敷上，但原来这是一枝药箭，晁盖中了箭毒，已经不能说话了。林冲叫人将他扶上车子，便派三阮、杜迁、宋万先送回山寨治疗。
剩下的十五个头领在寨中商议对策，都认为这次晁盖哥哥下山遭遇这样的不幸，正应了之前风折认旗的预兆。他们觉得现在只能收兵回去，曾头市急切之间是无法攻取的。呼延灼却道：“我们必须等宋公明哥哥的命令下来，才能回军。”当日众头领都感到闷闷不乐，军士们也无心恋战，人人都想回到山寨去。
当晚二更时分，天色微明，十五个头领都在寨中发愁。正所谓“蛇无头而不行，鸟无翅而不飞”，他们嗟叹不已，进退两难。忽然听到伏路小校慌张地来报：“前面有四五路军马冲来，火把多得数不清！”林冲听了，立刻率领众人上马迎战。只见三面山上火把通明如同白昼一般照亮了四周黑暗的天空；四下里呐喊声震天响直逼到寨前。
林冲率领众头领并没有去硬拼而是选择了拔寨起程回马便走；曾家军马在背后紧追不舍双方边打边走一直走过了五六十里路才摆脱了追击；但此战又损失了五七百人可谓是大败亏输；他们急忙沿着旧路退回梁山泊；在半路上正好遇到了戴宗传下军令让他们引军先回山寨再作打算。
众将领得令后引军回到了水浒寨上山都来看望已经病重的晁天王；此时他已经无法进食水米不进浑身虚肿；宋江等人在床前守候着哭泣着亲手给他敷药灌汤；所有头领也都守候在帐前关切地看着他；当夜三更时分晁盖病情突然恶化他转头看着宋江嘱咐道：“贤弟你要保重自己啊！如果有谁能捉住那个射死我的人就让他做梁山泊主吧！”说完这句话后便闭上了眼睛离开了人世。
宋江见到晁盖去世，哭得如同失去了父母一样，伤心得几乎要晕倒。众头领扶持着宋江出来主持大局。吴用和公孙胜劝慰道：“哥哥，请节哀顺变。生死有命，何必过于悲痛。现在还请哥哥以大局为重。”宋江哭过后，便命人用香汤为晁盖净身，并为他穿上装殓的衣服和头巾，将遗体安放在聚义厅上。众头领都前来举哀祭祀。他们一起为晁盖打造了内外棺材，并选了吉时将他安葬。在正厅上建起了灵帏，中间设了一个神主牌位，上面写着：“梁山泊主天王晁公神主”。山寨中的头领们，从宋公明以下，都戴上了重孝；小头目和众多小喽啰，也都戴上了孝头巾。那枝誓箭，被供奉在灵前。寨内挂起了长幡，并请来附近寺院的僧众上山做法事，超度晁天王的亡灵。宋江每天都领着众人举哀，无心管理山寨的事务。
林冲与公孙胜、吴用以及众头领商议后，决定立宋公明为新的梁山泊主，大家都听从他的号令。次日清晨，在香花灯烛的映照下，林冲带头与众头领一起请出保义宋公明，让他在聚义厅上坐定。吴用和林冲开口道：“哥哥请听我们说，治理国家一日不可无君，家庭也一日不可无主。如今山寨的晁头领已经归天，山寨中的事业岂能没有新的主人？四海之内都听闻哥哥的大名，来日吉日良辰，请哥哥做山寨之主，我们都将听从你的号令。”
宋江道：“然而我们不能忘记晁天王的遗言。他临死时嘱咐道：‘如果有人能捉住史文恭，就立他为梁山泊主。’这句话众头领都知道，也不能忘记。现在我们还没有报仇雪恨，怎么能让我居于此位呢？”吴用又劝道：“虽然晁天王是这样说的，但今天我们还没有捉到史文恭，山寨中岂能一日无主？如果哥哥你不坐这个位置，谁敢当此大任？寨中的人马又如何管理？虽然遗言如此，但哥哥你可以暂时坐一坐这个位置，等日后我们另有计较。”宋江道：“军师说得极是。今天我就暂且坐在这个位置上，等日后报仇雪恨了，无论谁捉住了史文恭，都应当坐这个位置。”
这时黑旋风李逵在旁边叫道：“哥哥不要说做梁山泊主这样的话了，就算做了大宋皇帝又有什么好怕的！”宋江喝斥道：“你这黑厮又在胡说了！再这样乱说话，我先割了你的舌头！”李逵道：“我又没让哥哥做寨主，请哥哥做皇帝，你倒要割我舌头！”吴用道：“这李逵是个不懂尊卑的人，兄长不要和他一般见识。还请哥哥主持大局。”
宋江在焚香完毕后，便暂且坐在了主位上，成为了第一把交椅的暂时主人。他的上首是军师吴用，下首是公孙胜；左边以林冲为首，右边以呼延灼为长。众人都参拜过后，分两边坐下。
宋江开口说道：“我今天能够暂时坐在这个位置上，全靠众位兄弟的扶持和帮助。我希望我们能够同心协力，同气相求，共同为这股力量贡献自己，一同替天行道。如今山寨的人马众多，不同于往日，我们可以请众位兄弟分为六寨驻扎。聚义厅从今天起改名为忠义堂。前后左右设立四个旱寨，后山设立两个小寨，前山设立三座关隘，山下一个水寨，两滩设立两个小寨。今天请各位兄弟分别去管理这些地方。”
接着，宋江开始颁布新的号令，分兵授职，一切都显得恭敬而虔诚。忠义堂上，他自己暂时坐在尊位上，第二位是军师吴用，第三位是法师公孙胜，依次排列下去。左军寨内以林冲为首，右军寨内以呼延灼为首，前军寨内、后军寨内以及水军寨内也都各有头领。六寨共计四十三位头领，每个人都有明确的职责和守备区域。
同时，忠义堂内也有专门掌管文卷、赏罚、印信、钱粮的人员；掌管炮火、造船、制造衣甲、筑城垣的人员也都一一安排妥当。忠义堂后的两厢房中也有各类管事人员，包括监造房屋、铁匠总管、监造酒醋、监造筵宴等等。山下四路作眼酒店也都有原定的人员负责。此外，还有专门负责在北地收买马匹的人员。
所有的分拨都已经确定下来，每个人都必须遵守自己的职责和规定，不得有任何违犯。在宋江成为寨主之后，整个梁山泊水浒寨内的头领们都感到非常高兴和满意，大家都心悦诚服地接受了他的领导和约束。
又一天，宋江聚集众人商议，想要为晁盖报仇，发兵攻打曾头市。然而，军师吴用劝道：“哥哥，即使是普通百姓在守丧期间，也不应该轻举妄动。哥哥如果要出兵，也请等到百日之后，这样也不算迟。”宋江听从了吴用的建议，守住山寨，安心守丧，并且每天都做好事，以积累功德，追荐晁盖。
一天，山寨里请来了一位名叫大圆的和尚，他是北京大名府龙华寺的僧人，因游方化缘来到济宁，路过梁山泊，便被请在寨内做法事。在吃斋的时候，宋江与他闲聊起来，问起了北京的风土人情和人物。
那大圆和尚说道：“头领难道没有听说过河北玉麒麟的大名吗？”宋江和吴用听了，都突然醒悟过来，说道：“你看我们还没老，怎么就这么忘事！北京城里确实有个叫卢俊义的大员外，绰号玉麒麟，是河北三绝之一。他是北京人，一身好武艺，棍棒天下无双。如果我们梁山泊能有他加入，还怕什么官军缉捕，还愁什么兵马来临！”
吴用笑道：“哥哥怎么这么没志气？要想让这个人上山，有什么难的！”宋江答道：“他是北京大名府的首富，怎么能让他来落草为寇呢？”吴用说：“这个问题我也考虑很久了，只是一直没想起来。我只要略施小计，就能让他自己上山来。”
宋江便说：“人们称你为智多星，果然名不虚传。请问军师，你打算用什么计策，赚得他上山来呢？”