成吉思汗率领蒙古大军主力刚来到贺兰山下，就被驻守于此的七万党项骑兵发现。此时党项骑兵主帅为张公辅，他立即部署兵力，准备对蒙古大军发起进攻。
张公辅，西夏中兴府汉族人，自幼读书，长大以后通过科举考试进入西夏朝廷，因执法公正、刚正不阿被提拔为殿中御史。李德旺刚登基时，张公辅向李德旺上书陈说整顿国事的七项意见：一是在内政上，收溃散以固人心；二是在外交上，坚盟信以纾国难；三是在防御工事上，修城池以备守御；四是在军事训练上，明军政以习战守；五是在警戒哨探上，联烽堠以立应援；六是在经济上，崇节俭以裕军储；七是在情报收集上，观利便以破敌势。李德旺对张公辅的上疏十分赏识，擢升他为御史中丞。
此次蒙古大军再次攻打西夏，张公辅被李德旺任命为党项骑兵监军，和阿沙敢不共领十万骑兵驻扎于贺兰山下。阿沙敢不率三万人马前去增援黑水城后，张公辅实为党项骑兵最高指挥官。
张公辅见蒙古大军远道而来，也不惧怕，亲自布置兵力于贺兰口以南一名为“月牙谷”的地方。
月牙谷顾名思义，其形如一道月牙一般，镶嵌在贺兰山以南的银川平原上，其谷东南北三环山，西面则是荒野一片。
成吉思汗见党项骑兵早有准备，也不急于进攻，而是命令全军安营扎寨，并用三百辆重兵器车环绕为营，扎稳阵脚。
张公辅本想蒙古大军千里奔袭而来，趁其疲劳之际，利用地理优势，居高临下打一个突袭战。却见蒙古大军迟迟不发起进攻，于是亲自来到阵地前沿视察军情，见蒙古大军如此设营，不禁倒吸了一口冷气说，闻言成吉思汗用兵如神，今日见其排兵布阵果然名不虚传，我本想利用三面环山的地理优势，居高临下阻击敌军，成吉思汗的布阵却一下把我军封于谷内，如等成吉思汗将重兵器车布置完毕，我军危矣。
张公辅当机立断，率领七万党项骑兵主动向蒙古大军发起冲击。
成吉思汗没想到党项骑兵居然向蒙古大军主动进攻，他问耶律楚才，我听说党项骑兵的最高指挥官是阿沙敢不，已经被我们消灭了，现在他们的最高指挥官是谁？
耶律楚才说，据哨探来报，自阿沙敢不战死后，党项骑兵的最高指挥官是他们的监军张公辅，不但是名汉人而且还是文臣，没想到有如此胆识，大有当年宋国虞允文之势。
成吉思汗说，确实是一条好汉，不过我却不是当年的完颜亮，传令下去，蒙古骑兵立即反攻。
于是成吉思汗亲率六万骑兵迎战党项骑兵，双方激战于贺兰山下的银川平原。
战至黄昏，大风突起，风沙大的让两军都看不到对方。成吉思汗乘势急令大军从左右两翼包抄，将党项骑兵团团围住。
张公辅也指挥党项骑兵拼死抵抗。
此时天色已晚，两支骑兵仍在混战，死伤无数。张公辅的副将说，元帅，在这样打下去，队伍会被打光的，还是撤退吧。
张公辅思索片刻说，传本帅命令，全军向南撤退。
于是张公辅见无法战胜敌军，只得指挥党项骑兵杀出一条血路，向南撤退。
成吉思汗见党项骑兵南逃，下令鸣金收兵。
铁木格不解的问，成吉思汗，党项骑兵大败，为何不乘胜追击？
成吉思汗，敌军虽大败，我军也有伤亡，此时已是深夜，我军对这里地形不熟，为防止中敌军埋伏，还是让我军好好休整一下，明日再行追击不迟。
于是蒙古大军主力在月牙谷安营扎寨，生火做饭、进行休整。