匈奴守军张弓搭箭，箭矢稀稀拉拉射向汉军。汉军举起盾牌，缓缓推进，至城下百步处停驻，开始用弓箭还击。
双方对射片刻，汉军佯装不支，缓缓后撤。
须卜当訶见状，心中更定：“汉军不过如此，传令禿髮乌尔，可以出击了！”
信號箭升空，在空中炸开。
南面山中，禿髮乌尔看到信號，翻身上马，对麾下从金微山匆匆赶来的两千骑道：“儿郎们，隨我杀出，与王上前后夹击，全歼汉军！”
“吼！”
两千匈奴骑兵从山中涌出，如洪水般冲向马超汉军后方。
与此同时，兑虚谷城门大开，须卜当訶亲率两千骑杀出，直扑汉军正面，想要与援军夹击马超。
马超见匈奴人中计，不慌不忙，令旗一挥，汉军阵型变换。原本佯攻的步卒迅速后撤，以防守姿態拦住出城的须卜当訶。
骑兵向两翼展开，露出中军。
“放箭！”
汉军阵中千弩齐发，箭如雨下，冲在前面的匈奴援军骑兵纷纷落马。
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但匈奴人仗著人多，不顾伤亡，继续衝锋，试图衝击马超中军。
眼看两军即將接战，南方突然烟尘大起，一支骑兵如黑色利刃，直插匈奴援军侧后。
正是吕布亲率的朝廷精锐！
两千精骑在吕布带领下，以锥形阵冲入禿髮乌尔所率匈奴援军阵中。吕布、典韦、许褚三人如虎入羊群，所过之处均无一合之敌，匈奴人瞬间尸横遍野、血肉横飞。
禿髮乌尔大惊，急令分兵迎击，但为时已晚。
汉军骑兵训练有素，装备精良，为戍边汉卒同胞报仇雪恨的理想下士气如虹，一千御林军还提前换上了吕布从储物空间內取出的重甲，变身重骑，又有吕布、典韦、许褚这等绝世猛將统领，匈奴援军顿时大乱。
“顶住！顶住！”禿髮乌尔嘶吼，试图让后队顶住吕布军进攻，然后与须卜当訶先灭了马超军再说，但无人听令。
许多匈奴兵见汉军势大，调转马头就想往两边山林中跑。
另一边，马超见主公两千大军已截断匈奴援军去路，且还带了一千御林军重骑兵，战胜禿髮乌尔所率两千匈奴援军毫无悬念，於是精神大振，改变了转身夹击禿髮乌尔的想法，长枪高举，直接指向须卜当訶，大吼道：“全军进攻，目標兑虚谷！杀！”
马超军两千汉骑如猛虎出柙，冲向须卜当訶的主力。
看到吕布所率数千汉廷生力军出现在禿髮乌尔援军身后，须卜当訶此时才知中计，又惊又怒。
但他所率匈奴主力已出城，无法后退，只得硬著头皮与马超军接战。
“杀汉狗！冲啊！”
两股洪流狠狠撞在一起。
马超一马当先，直取须卜当訶。须卜当訶身旁亲卫拼死阻拦，被马超连挑数人。眼看就要杀到须卜当訶面前，一名匈奴千夫长挺矛来迎，战不三合，被马超刺穿咽喉。
须卜当訶见马超驍勇，心中胆寒，拨马想走。马超岂容他逃，拍马紧追。
这时，兑虚谷东西两侧又杀出两支汉军。关羽率一千骑从东侧突袭城门，守军猝不及防，城门很快失守。张飞率一千骑从西侧杀入，截断匈奴退路。
三面受敌，匈奴军心大乱。
许多匈奴兵丟下兵器，跪地投降。有些想逃，被汉军骑兵追上砍杀。
禿髮乌尔的援军本就实力不及须卜当訶主力，才留守金微山附近老巢。
此次匆匆赶来，面对汉廷最精锐的御林军重骑兵和吕布、典韦、许褚等人，最先崩溃，两千骑死伤过半，余者四散逃窜。禿髮乌尔本人被典韦一戟拍下马，生擒活捉。
须卜当訶的主力也被马超军冲得七零八落，须卜当訶在亲兵护卫下，丟弃了所抢財物，拼命往北突围，却被张飞截住。
“蛮夷哪里走！”张飞丈八蛇矛如毒龙出洞，连刺数名亲兵。
须卜当訶咬牙迎战，弯刀劈向张飞。张飞举矛格挡，震得须卜当訶手臂发麻。第二矛刺来，须卜当訶躲闪不及，被刺中左肩，惨叫落马。
亲兵拼死来救，被张飞一一刺死。须卜当訶还想爬起，张飞已策马而至，一矛抵住他咽喉。
“绑了！”张飞喝道。
亲兵上前，將须卜当訶捆成粽子。
主將被擒，匈奴军彻底崩溃。跪地投降者不计其数，逃窜者被汉军追杀，死伤遍地。
战斗持续了一个多时辰，渐渐平息。
吕布策马巡视战场，只见尸横遍野，血染黄沙。此役，汉军歼敌三千余，俘虏两千多，只有少数匈奴兵逃入山中。