在大約9點的時候，新軍已經列好對，而頡利的軍隊出營，原本以為對面的唐軍會守營寨，沒有想到是出來就是全軍決戰。頡利派出2個萬人隊，後面再跟2個萬人隊，這個他認為最安全的陣列。兩邊的軍隊慢慢走到最佳位置，工兵從佇列中間跑出，迅速在最前排佇列拉出寬20米的鐵絲網。中間準備給騎兵過道，用的蛇形網，拆的方便。每一個節奏都排練過很多次，每個軍官都是參與。
頡利站遠處的山崗上命令騎兵突擊，2萬人在峽谷中奔跑，這頭連線那頭，揚塵滾滾，靠近1000步的時候戰馬開始提速，轟隆隆的震人心魄。
唐軍按照條令不緊不慢的準備槍支彈藥，上子彈，到500步的時候，指揮官下令：“抬槍，預備！射擊！”
排成5列的步槍開始射擊，形成致命的彈幕，由於是彈夾供彈，連續續性極好，在200步的位置形成不可逾越的屏障，突厥騎兵再也沒有前進一步的可能。俟斤阿史德烏沒啜是先鋒萬人隊的萬夫長，一直以勇武著稱，他也在軍陣中賓士，前面明明是一片平地怎麼就成了一條堤壩？還沒有反應過來，馬匹已經越上堤壩，突然眼前一亮胸口劇痛一下子栽下馬，失去知覺了。
突利感覺軍陣前面不對勁，走到邊上的山崗看仔細點，突然唐軍軍陣裡飛出十多個石頭一樣東西，掉進奔馬中，轟，轟，屍堤被炸開，炸開的地方明顯形成一個漣漪，又被迅速淹沒。唐軍軍陣後面的拋石機把炸藥包，源源不斷的扔出來，形成一個又一個漣漪，人馬被拋拋上天空又落下。
突利感覺到不對，想讓頡利退兵，天空傳來尖利聲音，頡利的位置上，發生劇烈的爆炸，電閃雷鳴，是長生天懲罰我們麼？突利完全不能理解突如其來的轟炸。
幾個呼吸間，頡利的位置已經挨了3輪2百多發炮彈的清洗。帥旗已經被炸的粉碎，頡利和他的衛隊連個站著的人都沒有，整個山崗黑煙滾滾，突利把身邊的衛士拉下馬，自己騎上馬立馬往後營賓士。後營也開始冒出魔鬼的雷擊，跑，不顧一切的跑，太恐怖了，突利根本沒有想過收攏部隊，自己性命重要些，在爆炸的煙塵穿過後營，往西北方向逃去。
炮兵按照計劃，在軍陣扔出炸藥包之後，第一目標是頡利和他的衛隊，打3輪，然後轟擊突厥後營，前營，軍陣，自由射擊，這樣的次序。
突厥第一陣列的2萬人沒有死的只有幾百人，已經沒有敢往前衝的勇氣，一人掉頭，立刻全部都掉頭跑向第二陣列。第二陣列沒有接到命令，眼看第一陣列潰退，讓出一條道。第一批唐軍工兵把蛇形鐵絲網拉開，第二批唐軍的工兵抱著炸藥包迅速的在屍堤中炸出20多個空缺。
第二陣列看見頡利的帥旗被炸飛，整個山頭都沒有人活著，又看見後營被炸，再沒有心思的面對前面軍陣，也隨第一陣列潰退。潰退一旦形成，就是兵敗如山倒，是沒有辦法阻攔的，整個突厥軍隊已經被失敗的陰影籠罩，被強大的火力摧毀了戰鬥意志，混亂不可避免的產生了。
唐軍指揮見突厥已經有潰退的跡象，命令步兵出擊，步兵開始出鐵絲網，以班為單位推進，按照條例，只要能動的都要補槍，所以推進比較緩慢。
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後面的5000騎軍開始出陣.迫擊炮現在是那裡人多就往哪裡打，以連為單位各自尋找目標。保護的一千步兵也向戰場靠近，他們的命令是突厥潰散後，在高處射殺靠近的突厥人。
5000騎兵死死的咬著突厥潰兵，像狼群一樣靠近，攻擊，脫離，再靠近。他們是李二的玄甲軍，十二衛中選的佼佼者。突厥軍隊陣腳已亂，又沒有了指揮，為活命有人在恐懼中向不是自己部落的人揮刀砍殺，想殺出一條路，有一人動手，其他人怕自己身後挨刀，把前面的劈死跑快點。
潰敗一旦形成就是像洪水一樣席捲所有人，想阻攔不是被卷走，就是沉底肉渣。靠近山崗的，扔下馬匹就往山上跑，有的往自己的營寨，也有的躲在角落哭泣。沒有人再敢往唐軍方向衝鋒，連看的勇氣也沒有。
唐軍不緊不慢的往前推進，突厥軍隊已經崩潰，一窩蜂一樣往頡利大營擠去，本來這處峽谷很大，被大營一欄，把生路攔住了。迫擊炮密集的掉進密集人群，100毫米的炮彈的威力相當大，一枚炮彈就帶走20多個或許更加多的突厥人的性命，很多突厥人崩潰的扔掉馬刀，兩眼無神任馬把自己帶走。吳懷斌一直沒有下令接受投降，他恨死這些突厥人，吳懷斌很想上去殺敵，親自弄死幾個才能洩掉一些火氣。
吳懷斌騎馬跟在陣列後面，被衛兵死死壓在陣內，不讓他出步兵陣。吳懷斌殺敵沒有份了，吳懷斌讓2萬民夫，進入戰場，挖坑，埋屍體，收繳戰利品，處理死馬，架上火堆拿馬肉在上面烤和燻。
一個時辰後，親兵來通報已經攻下突厥營寨。吳懷斌上馬帶著衛隊先到頡利的位置。登上頡利所在的位置，只見一地坑坑窪窪，沒有一具完整的屍體。沒有找到想見的人的，下了山崗，到頡利的營寨，吳懷斌見過山崗密密麻麻的彈坑，可是這裡，炮兵這些敗家子們，沒有一座帳篷是立著的，輜重倉庫滾滾的濃煙，糧食什麼都沒有的都肯定沒有了。
命令民夫從庫房運來炮彈，子彈，馬匹。吳懷斌寫了奏摺和通告，奏摺直接給李二的，簡單直接的寫到：“臣吳懷斌，啟奏聖上，經過4個時辰艱苦作戰，頡利和突利帶兵潰退，臣攜1萬軍隊追擊。”給尉遲恭的通告更加簡單：“涇州大總管，戰事已畢，勝，請帶兵清理戰區內潰兵，我攜軍追擊。”
吳懷斌帶著左右威衛裡早挑好騎術還可以的5000人，一個炮營，帶著1萬多人的消耗7天是軍火輜重，跟隨前面追擊的騎兵隊。一路都是倒斃的馬匹和突厥人，路上是屍體，被馬匹踩成了肉泥，把馬蹄都淹沒了。跟出30多裡路的時候，派出的斥候說前面3裡，騎兵隊在紮營。吳懷斌命令部隊加速，轉過山谷，吳懷斌看見騎兵隊在伐木立寨。
吳懷斌叫來騎兵隊的主官殷元，把輜重隊裡的鐵絲網，分發下去，一邊吩咐點火燒水。士兵們把路上死馬卸下的馬腿，剁成一塊一塊的扔進大鍋裡煮，現在是10月底，晚上溫度可以低至零下10度，薄薄的帳篷和睡袋毛氈是抵禦不了這個溫度，而且是越往北越冷。
吳懷斌很怕冷，真的很怕，為這次北上為自己和所有的衛兵都做了羽絨服，雙層夾絨睡袋，但這一萬人沒有，吳懷斌再次問殷元：“你覺得我們北向追擊，我們能夠抵禦嚴寒和食物匱乏麼？”
殷元說道：“我們收復玉門關應該在11中旬，我們在玉門關修整到正月，出正月15後再出玉門關。這樣我們的補給什麼都可以跟上來。”
吳懷斌想想又詢問了張興財，左威衛大將軍牛進達，都是贊成在雁門修整。吳懷斌吃過晚飯後，就要求沒有個班都要總結自己班組，今天戰鬥的不足。將領也要總結，而且要求作為管理，把討論結果立檔供以後檢閱。
左威衛大將軍牛進達，怎麼親自跑來打戰？不像右威衛大將軍薛萬徹一樣都躲家裡？當初選擇左右威衛改革的時候，牛進達也想不通，他不像薛萬徹一樣躲家裡。他也跟軍隊一起訓練，一起熟悉武器。其實左右威衛的改革只是軍制改革，就是有府兵轉向義務兵制，內部的所謂的三三制並沒有實施。
此次吳懷斌選擇5000左右威衛精銳，牛進達無論如何都要進來，吳懷斌怮不過，只要求不準耍大將軍脾氣，事實上，牛進達也是很努力學習新式的戰法，原本是沒有多少感覺新軍有多少出彩，但經過白天的戰鬥，牛進達感覺到的是手上無盡的力量。10多萬軍隊，一天之內擊潰追殺，逃走不過2，3萬人，而且一路追殺，估計能活著回草原的沒有幾個。
突利奔跑了半天多了，披頭散髮，雙腿已經失去知覺了，炮擊讓他所有的驕傲和理智全部擊碎，看見一條小溪，翻身下馬，匆匆的喝了幾口水，坐在溪邊的石頭上，感覺好不真實，昨天還是10萬多無敵部隊的統帥，現在卻是喪家之犬，狼狽逃竄。
突利從新整理整個戰役過程，那不是長生天的懲罰，而是唐軍的新武器。這武器太恐怖了，現在才2萬人是這種，武器準備，如何以後裝備更多，突厥的路往怎麼走？唐軍會不會報復？報復又該如何應對?突利感覺到腦袋劇烈的疼痛，向天吶喊。他無法適應一個強大的唐王朝出現，不再是那個戰亂四生，予取予求的中原，現在需要審視突厥該去往何方？突利帶著收容的三千多潰兵向蘭州退卻。