天监十年（公元511年，北魏永平四年）三月，南梁与北魏边境再度发生了冲突。南梁朐山的百姓王万寿杀害了东莞与琅邪两郡的太守刘砜，并将朐山归附于北魏。

北魏徐州刺史卢昶在得知此事后，立即派遣郯城戍副张天惠和琅邪戍主傅文骥接连赶赴朐山。南梁新任青、冀二州刺史张稷反应迅速，立刻组织兵力进行拦截，然而未能成功。四月，傅文骥等人成功占领了朐山，随后元恪又派遣代理安南将军萧宝夤与代理平东将军赵遐，率兵前往支援并坚守朐山。这几位将领都归卢昶指挥调度。

面对局势的不断升级，萧衍作出了重新启用马仙琕的决策。自义阳三关失守后，马仙琕因战败受到追究，虽然没有被完全撤职，却被降职为云骑将军。此后他又曾出任仁威将军与豫章王萧综的司马。萧综转号云麾将军后，马仙琕又被调整为云麾将军的司马，且加号振远将军。如今，萧衍决定再度启用马仙琕，授予他假节，命其统领各军进行援救。

马仙琕很快围住了朐山，与赵遐及随后赶来的卢昶军队交战，双方战况胶着，互有胜败。为了确保后勤供应，张稷亲自带领军队驻扎六里之地，以便监督粮草的运输。萧衍也多次派兵协助，但战局依旧陷入了僵持。秋季时，卢昶感受到越来越大的压力，于是上表请求增派兵力六千，并补给十万石粮食。然而，元恪仅增派了四千兵力。为了进一步支援前线，十一月己亥日（初七），元恪再次下令扬州刺史李崇等人操练军队，计划通过分散南梁在朐山的兵力来缓解压力。

在此时，北魏的御史中尉游肇向元恪提出了一个建议。他认为：朐山不过是块弹丸之地，又处于海滨，地势低洼，潮湿难居，对于本朝而言并非争夺之地。对于敌人来说，朐山的重要性显然不同，他们必定拼死捍卫。对我们而言，占领朐山不值一提，反倒可能使得双方长期争夺，得不偿失。听说敌人曾提出要以宿豫交换朐山，如果这属实，用一块无用之地交换我们原本属于的宿豫，兵戈一止，岂不是最划算的解决方法？元恪听后觉得有道理，准备按此执行，却不料事态发生了意外。

卢昶虽为文官，但毫无军事经验，对军事事务的了解几乎为零，除了不断请求援兵外，别无他法。这使得朐山城中的守军处于极为被动的境地。到年底十二月，城中的粮食和柴火已经耗尽，傅文骥无路可走，只能选择投降。十二月庚辰日（十九日），卢昶得知城陷的消息后，竟带兵先行逃跑。主帅逃亡，士气自然崩溃，北魏各路军马相继溃散。

恰逢大雪纷飞，北魏的兵士因寒冷冻死或冻伤的多达三分之二。马仙琕趁机追击，获得了大胜。从朐山至郯城的二百里路上，沿途满是冻死的北魏士兵的尸体，幸存者寥寥无几。南梁军队缴获了大量粮食、牲口及各种器械。凭借此战，马仙琕不仅成功洗刷了之前的耻辱，还被升职为太子右卫率，封为浛洭县侯，食邑增加至六百户。

至于北魏此次战败的主谋卢昶，他在撤退途中单人匹马逃到了郯城。节传与仪卫之物几乎全部丢失。抵达郯城后，为掩盖自己的失败，他竟然冒用赵遐的节传，以此来维持军中的威势。元恪得知后，命令黄门侍郎甄琛骑驿马赶往郯城，将卢昶捉拿并押解至洛阳，仔细审问后，卢昶和赵遐被一同撤职免官。