得城邑，大军班师，暂息兵戈。然霸者之心，得陇望蜀，从未有止。次年秋，齐以鲁私通宋国，阴图背齐为由，再兴兵伐鲁。仍以高傒为将，率车二百乘，再度侵鲁西境，兵临济水，声势浩大。
鲁庄公得报，再度召集群臣议兵。叔孙豹等老臣再度固请割地求和，言辞恳切：“前年新败，国力未复，士卒未苏，府库空虚，今齐师再来，锋芒更盛，若复战，必致全境倾覆，不如早降。”
臧文仲依旧力主死守：“国之存亡，在气节不在强弱。今日求和，明日必再被侵凌，岁岁割地，终至亡国！当再整兵马，竭力拒守。”
朝堂争议再三，庄公沉吟不决，转问曹沫。曹沫立于殿中，面色沉肃，双目含愤，拱手对曰：“臣前战败北，蒙君宽宥，未治其罪。今齐人复来欺我，是视鲁国无人，视君上可辱也！臣愿再统兵马，前往济水拒敌，纵使再败，臣愿一身担尽所有罪责，绝不连累社稷群臣！若臣不能退敌，愿归狱廷尉，听凭处置！”
其言铮铮，忠义恳切，庄公为之动容，遂再令曹沫领兵西拒齐师。此时鲁军经一年整训，稍有起色，然精锐早已折损大半，新募之兵依旧孱弱。曹沫汲取前次战败教训，不敢贸然旷野冲锋，遂据济水天险，沿河筑垒，坚守壁垒，意欲以守疲敌，待齐师粮尽自退。
高傒深知曹沫勇而无谋、只知死守，遂定疲敌诱敌之计。齐军不急于强攻，每日分小股兵马前往鲁营阵前挑衅谩骂，激鲁军出战。日日如此，昼夜不休。鲁营士卒被其骚扰，军心浮躁，人人愤懑，皆请出战。曹沫心性刚直，沉怒日久，见齐军屡屡轻辱鲁师，终于按捺不住，不顾坚守之策，不顾左右裨将固谏，尽起全军，渡济水而战。
齐军见鲁师尽出，佯装溃败，节节后撤。曹沫不知是计，率军全力追击，追出数十里，深入齐军预设伏击之地。忽然四面伏兵尽起，鼓声震天，喊杀动地。齐军伏兵从山林、沟壑间杀出，合围鲁师。鲁军仓促遇伏，阵型大乱，前后隔绝，首尾不应。齐军四面冲杀，箭矢如雨，刀戈纵横。鲁军士卒惊恐奔逃，溃不成军，死伤无数，再度大败。
此战之后，鲁西数邑尽失，济水天险大半为齐所占，鲁国疆土日蹙，边境防线步步内缩。曹沫率残兵狼狈退回曲阜近郊，身心俱疲，满心愧恨。两战两败，举国非议更盛，朝野唾骂之声不绝于耳。世臣贵族、朝堂文臣，皆视曹沫为败军之将、误国之臣，人人欲罢其职、治其罪。
曹沫自知连遭败衄，罪责难辞，亲赴朝堂，免冠待罪，伏地请死：“臣愚钝无谋，
…。。