双方混战了好长一段时间，难分胜负，处于那种胶着状态。面对这种战况，李密心里有些着急，他是希望借自己兵力上的优势速战速决，一举击败王世充。可现在……考虑了会儿，他决定放手一搏，大举进攻王世充。于是，他当即命令将士奋力拼杀，并许以重赏。
然而就在这时，瓦岗军的营寨上空腾起了一片火焰，紧接着火势趁风迅速蔓延，熊熊燃烧，发出哔哔啪啪的声响。李密望着眼前那一片片通天火光和滚滚浓烟，不禁大惊失色，跌足长叹。此时，他真后悔没听程知节的谏言，更改连营的错误方式。然懊悔已没什么意义了，他冷静了一下，就大声命令单雄信、程知节等将领率军撤退，以免遭受敌人毁灭性的打击。单雄信一边下令士卒后撤，一边保护李密安全逃走。
王世充看到漫山火起，又见瓦岗贼军抱头鼠窜，大喜，当即马槊直指天庭，令将士追击敌人，把他们统统消灭在北邙山上。东都军眼见敌人被烈火包围，一个个熏得睁不开眼，不少人被烧得嗷嗷直叫，十分兴奋。他们一面欢天喜地叫喊着，一面挥舞着刀枪杀将而去。面临生死关头，瓦岗将士们的斗志被完全激发出来了，他们发出雷鸣般的喊声，不顾一切地杀向敌人。很快他们就将东都兵杀退了数十米，战局似乎出现了转机。
李密见状，惊喜万分，当即命令本部人马转过头，向前冲杀。这一出乎意料的局面令王世充惊出了一身冷汗，不过此时他并不慌乱，依然按计行事。他猛然回头冲着有些心慌意乱的士卒断喝一声，勒令他们继续前进。随即，他飞马跑向西侧，冲着不远处的郭什柱大吼了一声。
郭什柱明白郑公的意图，于是他立即把费了九牛二虎之力才物色到的那位貌似李密的家伙绑在自己的战马上，飞速地绕着跑，一边扯开粗嗓门向敌军喊话，说已抓住李密了。这一消息大大地动摇了瓦岗军心，他们的斗志一下子就低落了许多。他们一边应战，一边疑疑惑惑地往后退。
王世充见机会来了，厉声命令将士往前冲。此时，山顶西侧突然响起了一片巨大的喊杀声，紧接着一队人马从高处冲了下来，直奔敌军杀去。王世充眼见郭士衡的伏兵适时出现，非常高兴，立马挥师而上，与对方形成了前后夹击之势。一时间，东都兵蜂涌而上，将瓦岗将士层层包围，奋力厮杀。于是，山谷间惨嚎四起，血流成河，尸横遍野。
两军混战，东都兵越战越勇，越杀越起劲，直把瓦岗军打得溃不成军，死伤无数。李密见形势不妙，率部奋力突围。单雄信和程知节等将军一马当先，挥舞着手中的兵器奋勇杀敌。经过一番苦斗，他们终于杀出了一条血路。于是，李密趁机带领部下将士突出重围，往洛口方向逃奔。
瓦岗士卒见主帅已逃，一下子就丧失了斗志，他们为了活命纷纷伏地投降。只有陈智略和张童仁仍旧坚持作战，他们俩兵合一处，准备并力打开西面的出路，好冲出敌人包围圈。然而不幸的是，此时王世充率领张绩、崔弘丹、杨汪、郭士衡等多名猛将前来增援即将败退的段达。他们重新缓过气，一步步将陈智略、张童仁所部逼向绝路。
陈智略清楚地意识到自己已无逃出重围的可能了，但依旧拍马舞矛直取张绩，欲同归于尽，杀身成仁。张绩眼疾手快，跃马上前，挥戟直刺陈智略。紧跟着，郭士衡也从一侧骤然挺叉迎战张童仁。两对人马，团团厮杀。空中刀戟翻转，快如闪电，发出阵阵清脆的撞击声，地上马蹄交错，沙尘飞扬。
不多时，陈智略和张童仁抵挡不住对手的凶猛，渐趋下风。一旁的孙长乐和裴行俨实在按捺不住了，他们一齐带伤上前助战。王世充见状，马上就命崔弘丹、杨汪两将截击对方。病虎斗不过狗熊！尽管裴行俨与孙长乐都是名声大振的猛将，然因身负重伤，无法施展应有的身手，战还过五十回合就支撑不住了。崔弘丹见孙长乐力怯，刀法散乱，便虚晃一枪，一侧身舒展猿臂乘势将对方一把扯下马，令手下上前绑了。
杨汪眼见崔弘丹活捉了孙长乐立了大功，自己也不甘示弱，竭尽全力战裴行俨。裴行俨虽处下风，却顽强抵敌。杨汪忽然灵机一动，手一收缩，掉枪拨马往回跑。裴行俨一时失去理智，误以为杨汪败逃，舞锤直追。就在快追上杨汪那一瞬间，杨汪出其不意地转身一枪刺在裴行俨坐骑的前蹄。那马疼得大嘶一声，高高跃起，将裴行俨重重地掀翻于地。杨汪趁机把枪头对准裴行俨的咽喉，命手下将他捆住。
张童仁见裴行俨和孙长乐均被俘，大惊，他勒马欲从另一侧逃走，却被郭士衡堵截住了。他只好硬着头皮再战敌手，然心有余而力不足，一番苦斗过后，他也被郭士衡擒住了。陈智略眼见张童仁三人被擒，很是难受。他深知自己已陷入孤立无援的险境，却并不想束手就擒。因此，他振作精神，大吼一声，使出浑身的力气力战张绩。张绩也立功心切，把那把画戟舞得溜溜直转，招招刺向对方的要害。两人大战数十回合，也不见胜负。
此刻立在一旁观战的王世充见陈智略如此勇猛，堪比当年的马超，遂生爱慕之情，一心想得到他。于是，他忽然打马上前，用礼贤下士的腔调劝说陈智略下马受降。陈智略岂肯忍受缚手之辱，他一边力战张绩，一边破口大骂王世充。王世充不生气，依然语气恳切地请陈智略归顺自己。他相信自己的诚心能够打动这位武功超群的英雄，日后必为自己所用。可是几番过后，陈智略仍旧不肯低下那颗桀傲的头颅。
这时，王世充也逐渐失去了耐心，不由扭头朝身边的孟孝义使了眼色。孟孝义立马会意，拈弓搭箭，冷不丁嗖地一声射向激战中的陈智略。只听啊地一声，陈智略就一撒手，翻身坠落马下。待睁开眼睛时，他已被张绩等人推到王世充的面前。
张绩喝令手下败将跪地向郑公磕头受降，然陈智略挺直腰气昂昂地盯着王世充冷笑，嘴里还骂个不停。王世充一向粗暴凶残，容不得别人当面谩骂自己，可这会儿他却不动怒，不杀人，而是一脸堆笑上前亲自为陈智略解缚，接着又是一番诚恳的劝降。这一下终于把陈智略感动了，他扑通一声拜倒在地，向王世充纳降。王世充大喜，慌忙屈身扶起陈智略，好言抚慰了一番。然后，他又以同样的方式收服了张童仁、裴行俨、孙长乐等瓦岗将领。
陈智略、裴行俨等大将的投降，彻底击溃了瓦岗军士仅存的一点点信念。他们失去了继续作战的勇气，纷纷缴械投降。很快，北邙山就完全被王世充率领的东都兵占领了。一场惨烈的战役就此结束，东都将士们在尸首堆积如山、鲜血四处流淌的山谷中欢呼雀跃，庆贺自己的胜利。