韩遂的自信是建立在对吕布军的认识不足上。上一次的陇县之战，因为地形原因，吕布并没有动用骑兵和车载中型弩炮。这些韩遂并不知道。
看到韩遂的两翼骑兵掠出，吕布也下令两翼的拐子马前去迎击。两军骑兵都是先向两翼展开，都试图迂回到对方步卒的后方，最后还是四列骑兵相撞，错马而过。
韩遂的骑兵有四千，而吕布的拐子马却只有两千，还有五百铁浮屠是作为预备部队。拐子马与西凉骑兵错马前，就放出一轮箭矢，用精准的箭术先干掉了近千轻甲西凉骑兵，错马而过时，又用马枪捅杀七八百人。
韩遂的西凉骑兵还是惯用马刀劈砍的攻击方式，很难劈开对方身上的锁子甲后给予对方造成伤亡。双方交阵的第一回合，西凉骑兵伤亡就近半，而拐子马只有近三百人的伤亡。这些伤亡的拐子马大部分是因为战马被对方劈砍受伤，摔落马下导致的。
两军骑兵错马而攻时，步卒的阵列也相距不到五十米，西凉军的长枪方阵如林长枪在将官号令声中，依序倒下端平，形成一堵令人不寒而颤的锋矛之墙。此时近两百个火球突然从天而降，精准的落在西凉军的长枪密集方阵中，腾起一阵阵烈焰，正是后方百多米处弩炮阵地发射的火爆弹。
这些火爆弹的发射参数是被各弩炮炮长反复计算实测得出的。因此他们敢于在两军兵士相距不到五十米时才开始发射。众多西凉长枪兵还有强弩手被腾空而起的烈焰吞没，惨烈呼号着满地打滚。吕布此前多日坚守营垒不出正是为了等待这些车载弩炮和相应弹药的到达。
韩遂一看急了，连忙吩咐身边的令信兵前去通知两翼作战的骑兵抄掠到吕布阵后，摧毁他的弩炮阵地。几骑令兵策马而出。率领西凉左翼骑兵的是韩遂部下程银，他已发现对方在用弩炮轰击己方的长枪方阵，未等韩遂的令兵来传令，就自行率众骑奔向弩炮阵地。与他们相错而过的拐子马调头紧追不舍。
当程银的骑兵冲到弩炮跟前时，两列圆形排列的虎贲陌刀兵斜端起了长刀将弩炮阵地围在圆阵中央。刀杆后端顶着平地上挖出的小土坑。程银自是不敢让自己的兵士们往刀尖上撞，他高声喝令，西凉骑兵们取下骑弩，准备围射。
一名西凉骑兵刚刚把弩的弓弦拉开，一支利箭就没入他的后背，惨叫一声，跌落马下。后面拐子马已经追上来了。
圆阵中也有一两百虎贲射手，对着绕阵奔跑的西凉骑兵不断瞄准射击。而作为后备的铁浮屠被吕布投入了过来，杀向这些西凉铁骑。与此同时，圆阵中的弩炮手们还是有条不紊的将一发发火爆弹投放到西凉军的中央方阵之中。
不停投射的火爆弹虽然无法让整个西凉军阵变成火海，但也是处处烈焰升腾，浓烟滚滚。整个军阵早已阵形大乱，并造成不少兵士伤亡。长枪密集方阵也因混乱而导致的宽大缝隙。
吕布军的剑盾重步兵方阵在弩炮发射时，就开始向前移动。当对方重弩手用大黄弩射出一发发重矢时，他们就迅速或举或挺，用大盾拼接成一个庞大龟壳，罩住整个方阵。
剑盾重步兵和西凉长枪兵终于开始接触。前者先来一通标枪齐抛，这些标枪将夹承在长枪兵中的弩手彻底压制后，迅速利用西凉长枪方阵的宽大缝隙，穿插到方阵内部开始屠戮。
西凉长枪方阵两边的刀牌兵也遭受到标枪攻击，不少人盾牌上都插入了好几根标枪，标枪的重量让他们无法将盾牌举起。对方也没给时间和机会让他们拔掉盾牌上的标枪。
当吕布的剑盾重步兵和这些西凉长枪兵弩手，面对面紧挨在一起的时候，结果是不言而喻的。心惊胆颤的韩遂看到陇州之战那一幕又上演了。吕布的虎贲重步兵用短剑，标枪疯狂捅刺着就近的长枪手和弩手，而后者要做出反击，只能丢掉手中长枪，用匕首和短剑与对方肉搏。
然而丢掉了五米长枪，使得更多的剑盾重步兵从正面列阵攻了上来。在训练有素，擅长近距搏击的剑盾兵面前，这些长枪兵和重弩手和一个刚刚入伍的农民没什么区别。他们被大量杀伤，很快就呈现崩溃的势头。两翼刀牌兵亦是抵挡不住正面攻击，阵形很快就凌乱起来。
而在吕布军阵后方的弩炮阵地周围，西凉骑兵还和拐子马，铁浮屠做着最后的搏杀。这些拐子马仗着箭术精良和欺负西凉骑兵甲胄单薄，干脆不与西凉骑兵短兵相接，而是在乱马交错奔驰中，射出一发发箭矢。几乎箭箭都能命中目标，也有射空的，但误伤的却是没有。
铁浮屠则是仗着人马重甲，策马与西凉铁骑近身相搏，马刀对砍。西凉骑兵自然是砍不动对方，只有被对方砍的份。所幸，他们比铁浮屠的马快，只能策马躲避。但远离铁浮屠后又会遭遇拐子马的射杀。
用时不多，西凉骑兵就被斩杀的所剩无几，剩余少量西凉骑兵策马而逃，拐子马紧追不舍。
韩遂看到大势已去，和几十名亲兵悄然离开战场，向西逃去。他还没行出十几仗远，就遭到一支人马拦截，为首者正是马超。
随着一声大喝：“韩贼休走！”马超拍马上前，就要取韩遂人头。他身后的百余亲骑也齐齐催马上前与韩遂的亲兵战在一起。马超与韩遂仅仅战了三个回合，就一枪刺穿了韩遂的咽喉，一股血箭从韩遂喉咙处喷出，又吐了一大口鲜血，才从鞍桥上栽了下来。
韩遂亲兵见他已然身亡，哪有心思再战，纷纷拨马逃逸。马超岂能放走他们，和亲兵一起继续兜杀，片刻就将对方杀的干干净净。马超这才回过头来，跳下马，拔出佩剑，一剑斩掉韩遂的脑袋。
此时，西凉步卒也已然崩溃，除了被斩杀的，剩余的均弃械投降。
夕阳西下，残阳如血，整个战场上到处都是层层叠叠的尸体。虎贲兵卒们驱使着俘虏打扫战场。一直立马观战的吕布心里清楚，此战之后，整个雍凉都完完全全的收入自己囊中。