汪德臣率领的蒙古大军最终突破了欧阳燕和桃花谷众人的拦截，付出沉重代价后力战得返，蒙哥令其在四川广元修筑益昌城，给了他很大的权力，四川北部蒙古占领区的各处屯戍军都听取节制，包括都元帅太答儿，也要听取调遣，协同建城。
这时候忽必烈大军已出临洮，在前线召见汪德臣，让汪德臣汇报益昌建城的事。听完汪德臣的禀报，忽必烈大加赞赏，认为这是攻蜀大计，汪德臣趁机请求免徭役，减课税和漕粮，军民屯田以充实广元贮备，为持久军事对峙做准备。忽必烈都应允了，并令设置专门管理财赋的机构，设漕司，造纸币，想方设法通商贩，实军储。又命令临洮元帅赵阿哥潘等帮助汪德臣建城。
汪家随父降蒙的有八兄弟，汪德臣趁着忽必烈高兴，奏请他哥哥汪忠臣领总帅府事，管理他的总帅府。又推荐他的弟弟汪良臣为巩昌驻军统帅，领兵屯垦嘉陵江南，作为益昌的外卫，同时在白水关驻扎一军屯田。忽必烈均应允了，并给予了一系列的政策便利。这样，他自己就里外不用操心，得以专心从事益昌建城的事。
广元本是宋廷边防重地，从前四川制置司都曾一度设置在此地，是连接甘陕和蜀中的咽喉要地，由于挡不住蒙古铁骑，丢掉了这处要地。现在蒙古在此建城，引起宋朝廷惊惧，降旨余玠尽力阻拦，余玠别无他法，只好不时出兵袭击骚扰。汪德臣虽然在益昌筑成了一座坚城，但是取材艰难，后援也少，十分艰苦，还面临着巴蜀武林人物的暗杀行刺，日夜提心吊胆。
好不容易挨到益昌城建成，本该歇口气了，他却忘记了欧阳燕的警告，没有放弃对大宋的骚扰进攻。恰逢蜀中大旱，嘉陵江水位下降，行有人门口都很困难，加上岷江船帮对蒙古人的强烈敌意，使汪德成的军粮总是接济不上，经常断炊，将领们纷纷建议放弃益昌城，北撤就食。汪德臣二话不说，将自己心爱的战马杀掉，分饷将士，激励将士们说：“国家把如此一个军事重地委托给我们，视为将来破蜀的根本所在，我们就是死，也要死在益昌，怎么能轻言放弃呢？”接下来的行动，都以抢粮为主。在整个冷兵器时代，所谓粮足兵聚，粮尽兵散，没有粮食，就没有军队。
为解决口粮，鼓舞士气，汪德臣带兵奇袭嘉川，夺得军粮两千石，并且占领了阴平、彰明两座关隘。南宋的云顶守将吕达率五千精兵来截击，结果被汪德成活捉，部属也被杀伤一千多，其余人溃散，遗落军粮五千石。后来嘉陵江水位回升，交通恢复，北方的粮草纷纷运到益昌，军队屯垦的田地也有了较好的收获。供给渐渐丰足，军心稳定下来。
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