那些当了一天预备队的秦军整好队，迅速投入战斗。据守泫水方向的部队也冲杀出来。
进攻泫水方向的那个军是廉颇手中惟一没有投入战斗的军，廉颇只能命令他们沿丹水下游五里布阵，阻击白起的进攻，一定要死死拦住白起，为大部队撤退争取时间。
除了断后的那一万赵军且战且退，还有战斗力，其余各军均行伍不整。虽然各军都留有断后的部队，但那些人见秦军上来，就一哄而退，根本没有作战的意志。
廉颇从山上下来，让自己的亲营严阵立于丹水岸边，并缓缓前行，与断后的赵军汇合。见大将军的旗鼓渐渐向前，众军慌乱的情绪才稍稍得以平息。而这时，丹水下游也阵阵喊杀声传来。
白起军的参与只有廉颇等少数高级将领知道，普通士兵了不知情。忽见后路有喊杀声，刚平静下来的心情又提了起来。
王龁让守卫南阵的秦军撤回，其余三万人分别从三个方向压迫赵军。虽然赵军现在有五万人，兵力比王龁还多，但高都方向突然出现的部队彻底打乱了廉颇的计划。而赵军由于士气低落，已经很难组织起有效的反击。五万赵军犹如一群大肥羊，任秦军宰割。
廉颇知道，现在最重要的事，是让赵军迅速退入营垒中，据垒防御。他一面让亲营主将率军先入营垒，准备防御作战；一面竭力在乱军中寻找那些还能掌握部队的军官，直接给他们下指示。就这样，三百、五百，甚至一百、两百的部队被零星派上壁垒。
而这时，下游的喊杀声震天动地，两军猛烈的撞击声，连这里也能听见。连续几次撞击后，惊呼声、哭喊声传来，拥在城外的赵军见状，哪里还顾得许多，拼命往营垒里跑，营门立即被乱军堵塞。跟在后面的士兵见入营无望，竟然沿着营壁往北跑。
营内的赵军主将见廉颇还没有入城，果断下令，打开所有营门，放赵军入营。而断后的赵军也十分得力，几乎凭一己之力，挡下了王龁的冲击。王龁不得不停下脚步，重新调整阵型，
然而阻拦白起的部队就没有那么优秀，他们在丹水两岸匆忙布阵，哪里经得起白起的观察。白起只一眼就看出了阵型的弱点，迅速整好阵型加以突击。只经过三五阵，就杀散了赵军阵势。
白起军来到南山脚下时，赵军断后的部队还在与王龁对峙，壁垒前的赵军大约还有万余人未能进入。当城垒上发现白起出现在两三里之外时，果断用一阵飞石打退了门前的赵军，关闭了城门。白起见状并不攻城，而是把部队带到断后的赵军与营垒之间，隔断双方的联系。
断后的赵军虽勇，毕竟久战疲惫，还要提防白起；而王龁又占据着三比一的优势。从容调整兵力后，发起进攻，从两翼包围了赵军。虽然赵军身临绝境，依然拼死抵抗；但勇敢敌不过形势，这支赵军中最为精锐的部队最终全军覆没。
这时天已经黑了。
城外的作战在城外十里开外，夜暗中城上众人看不表作战的具体情况，但幢幢黑影足以显示战况的激烈。当惨叫声终于停止下来时，城内哭声一片，众将拼命喝骂也无法阻止。
在秦军打扫战场，收割赵军首级时，王龁及五大夫们来到五里外高都军营中，来见白起。白起见了他们也不多说什么，直接道：“吾助汝成功，汝亦当助吾！”
王龁等人不知何意，一起立住道：“谨奉命！”