重甲步兵雖然步履沉重，行走緩慢，但一旦奔跑起來卻又勢不可擋，他們眨眼間便衝到二十步外，此時曹軍弩兵再上弦已來不及，紛紛後撤，夏侯惇大喝一聲，長矛軍殺上去。
三萬長矛軍霍地舉起了長矛，列隊上前，向狂風般殺來的重甲步兵迎戰而上，『轟！』一聲巨響，兩支軍隊激烈地撞在一起，隨即血霧瀰漫，肢體橫飛，哀嚎聲、慘叫聲響徹大營，僅僅只是一擊，便有一百多名曹軍被劈死。
重甲步兵像一隻沉重而犀利的狼牙大棒，一連殺透了三層曹軍方陣，砍殺數百人，凌厲不可擋的勢頭才終於被曹軍的長矛擋住，這時，第一排重甲士兵退下，第二排殺出，雙方短兵相接，激戰在一處。
但曹軍軍營十分寬闊，重甲步兵只是佔據其中一小部分，就在曹軍準備從側面對重甲步兵進行包圍攻擊之時，馬超率領兩萬長矛軍殺了過來，正好截斷了側面殺來的曹軍，雙方在另一面展開激戰。
此時是四更時分，月色昏暗，這劉璟特地選擇的時機，漢軍輪番在武都縣大營進行了長達近兩年的夜戰訓練，早已習慣了夜戰，而且兩軍的盔甲都有所不同，漢軍左臂綁有白布，在夜間也能分辨。
這原本是一場勢均力敵的激戰，甚至曹軍還略略佔優，但三千重甲步兵無疑是破局者，他們以一擊五，拖住了近一萬五千曹軍，這樣便是兩支長矛軍的激戰出現兵力不平衡，漢軍佔據了五千人的優勢。
夏侯惇正嘶聲力竭指揮戰鬥，這時，他的親兵忽然一片大喊：「將軍，危險！」
夏侯惇一轉頭，卻見一名銀盔大將從斜刺裡殺了過來，此人長得極為雄壯，白馬銀槍，威風凜凜，正是號稱天下第三猛將的錦馬超，夏侯惇只有一目，待馬超近前他才認出，頓時大吃一驚，但馬超沒有給他脫身的機會，大喝一聲，」夏侯賊，拿命來！」
他催馬疾衝而至，挺槍便刺，銳利的槍尖剎那間便到了眼前，夏侯惇見無法脫身，只得硬著頭皮舉槍格擋，大鐵槍反手向馬超刺去，兩人戰馬盤旋，在戰場上激戰在一處，激戰十幾個回合，夏侯惇漸漸支持不住，卻又躲避不開馬超快如暴風疾雨般的攻擊，眼看要抵擋不住，夏侯惇心中叫苦，暗暗忖道：『莫非我也要象妙才一樣死在隴西嗎？』
這時，臧霸見勢不妙，催馬疾奔而至，眼前夏侯惇要被馬超長槍刺中，情急之下，臧霸搶過一支長矛，猛地向馬超投擲而去，就馬超即將一槍將夏侯惇刺於馬下時，長矛從斜刺裡飛射而至，眨眼到了面前，不容不理，馬超無奈，只得揮槍擊飛了長矛。
但夏侯惇卻抓住了這一瞬間的機會，縱馬疾奔，衝出了馬超控制的戰圈，馬超大怒，「夏侯賊休走！」
他催馬急追，馬速疾快，長槍已距離夏侯惇後心不到一尺，夏侯惇的親兵們見形勢危急，一擁而上，數十件兵器殺向馬超，擋住了馬超的前路，馬超勃然發怒，揮舞長槍，如梨花紛飛，左右挑刺，只片刻，數十名夏侯惇的親兵都被他刺翻在地。
但夏侯惇卻逃過一劫，他馬不停蹄，急向後軍奔去，漸漸被軍隊淹沒了，馬超左右找不見夏侯惇，心中著實惱火，大喝一聲，殺進了曹軍最密集之處，如猛虎如羊群，所向披靡，勇不可擋，連臧霸也不敢掠其鋒芒，膽戰心驚地遠遠避開。
這時，一名牙將奔上前，對臧霸大喊道：「將軍，敵軍重甲步兵太犀利，前鋒死傷慘重，已快頂不住了！」
臧霸大吃一驚，催馬飛奔上前，只見大營西面的曹軍出現了崩潰跡象，三千重甲步兵彷彿殺瘋了一般，地上血流成河，殘碎的屍體堆積如山，曹軍前鋒的數千長矛兵被殺得節節敗退，哭喊連天，已經有士兵脫戰逃跑了。
臧霸心急如焚，一回頭，只見長矛軍陣的兩千右翼稍空，沒有遭到敵軍進攻，情急之下，臧霸令道：「右翼軍隊殺去前鋒，給我頂上去。」
旁邊一名牙將急道：「將軍，右翼不能空缺，太危險。」
臧霸大吼一聲：「前軍要崩潰了，你還管這麼多，立刻去報告主將，讓他調後備軍補充右翼。」
「可是主將在哪裡？」
臧霸一指後方，「他剛才後撤了，去後面找他，快去！」
這名牙將調轉馬頭向後面奔去，臧霸對奔上來的右翼大喊道：「跟我來，頂住前鋒！」
兩千長矛軍吶喊著跟隨臧霸衝向前鋒，頂住了犀利的重甲步兵，使即將要崩潰的前鋒陣腳又穩定了下來，但由於原本護衛右側的兩千長矛軍臨時調去前鋒，這樣便使曹軍長矛陣型的雙翼變成了單翼。
漢軍是由劉璟親自指揮，他卻沒有直接參加作戰，而在千餘名侍衛的嚴密護衛下，立馬在一處高地，冷冷地觀察戰場的進展，這時他發現西面曹軍長矛軍陣的右側出現了防禦漏洞。
按照正常的作戰，作為主帥的夏侯惇應該及時將預備後軍調上去填充右翼，偏偏夏侯惇被馬超殺敗，脫離了指揮中心，沒有能及時得知右翼被調走，也就沒有能及時補上這個漏洞。
曹軍西面大陣的右翼短暫消失，使曹軍主力右側沒有了防禦，而這個致命的漏洞卻被劉璟發現了,戰機往往是一瞬而過,就看主帥能否果斷抓住,這是決定整場戰役的關鍵.
劉璟當即對馬岱喝令道：「騎兵速擊西面曹軍右翼！」
「遵令！」
馬岱抱拳接令，回頭對兩千騎兵大喊道：「弟兄們跟我上！」
他縱馬疾奔，一馬當先，後面兩千騎兵緊緊跟隨，衝進了曹軍大營，直殺西面曹軍主力右側，沒有了右翼軍隊防禦，兩千漢軍騎兵殺進了曹軍大陣，使曹軍陣型頓時混亂起來，很快，騎兵如犀利的戰刀，將曹軍主力一切為二。
這時，劉璟再次下令，「命刀盾軍左右出擊，包圍西面敵軍前鋒。」
雷銅立刻率三千刀盾軍衝擊軍營，分兵兩路殺到了西面曹軍左右兩側，對曹軍前鋒形成了包圍之勢，
曹軍前鋒約有五千人，正苦苦和重甲步兵鏖戰，此時他們後面被漢軍騎兵切斷，而漢軍刀盾軍從左右兩邊殺來，便形成了對曹軍前鋒的包圍之勢，臧霸立刻意識到了不妙，再不突圍，他們就要被包圍全殲。
他立刻大喊道：「向右側突圍！」
五千長矛軍停止了和重甲步兵的鏖戰，跟著臧霸向由右面突圍，這時，劉璟看出了敵軍的突圍企圖，便冷笑一聲令道：「放敵軍突圍，騎兵從後面掩殺！」
兩千包圍右側的刀盾軍撤開了，讓出了一段空缺，驚恐萬分的五千曹軍前鋒蜂擁而出，此時曹軍士兵們已被重甲步兵殺得膽寒心戰，一旦出現逃離之勢，沒有人再願意整軍回擊，他們沒命地向北奔逃，丟盔卸甲，儼如山崩海潰一般，臧霸大驚，大聲喝喊，「停住，不准逃，給我停住！」
他連殺十幾名逃兵，卻擋不住數千人逃命，這時，兩千漢軍騎兵從後面掩殺而來，加速了曹軍崩潰之勢，五千軍隊的崩潰就像多米諾骨牌一樣，使得各線作戰的曹軍都紛紛無心戀戰，跟著潰軍逃命了，漢軍尾追掩殺，投降者不可計數。
偏偏此時，夏侯惇率領兩千後備軍趕來補充臨時消失的右翼，但他來晚了，曹軍已形成全面潰敗之勢，夏侯惇見勢不妙，也調轉馬頭向後營奔去
曹軍在上方谷一共有三座大營，呈品字型分佈，後兩座軍營幾乎是緊靠在一起，但和前營卻相距數里。
被漢軍攻下的是前營，當夏侯惇率萬餘名殘兵敗將逃向後營，荀攸已率領兩萬曹軍在路上等待接應他們了，荀攸並沒有趕去救援夏侯惇，固然是因為軍營無法容納太多軍隊作戰，但更重要是荀攸知道前營已守不住，與其造成更多軍隊崩潰，不如嚴正以待，穩住後營。
接應軍隊的到來，使惶恐的曹軍終於得以平靜，夏侯惇也稍稍鬆一口氣，上前對荀攸慚愧道：「在下無能，沒有能頂住敵軍的進攻，兵敗下來。」
「將軍不必自責，這一戰劉璟準備已久，加之他有新式投石機，使我們的防禦沒有發揮作用，才導致此敗，非將軍之過也！」
話雖這樣說，但夏侯惇心中還是不安，他又小心翼翼問道：「不知我們能否守住後營？」
荀攸半晌沒有說話，最後歎息一聲，「我們盡力而為吧！」
這個表態讓夏侯惇心冷了半截，連荀攸都沒有把握，看來情況確實有些不妙，這時，荀攸吩咐左右，「請夏侯將軍去大帳休息！」
夏侯惇滿懷心事地走了，曹軍士兵也迅速向後營撤退，荀攸負手望著遠處軍營，眼中愈加嚴峻。
他又轉頭向東望去，他最擔心的還是上邽縣的情況。