为追赶时间，令部下都着轻甲驱马，单于不过填了两刻钟，便见张飞驱马快速接近。
张飞部身披轻甲，单于部也没有多少重甲，最大的战力便是身前五百甲骑具装，张飞见状吩咐说：“不要与甲骑缠斗，我们杀溃大众，此战便是胜了。”于是他们绕过甲骑，直接杀入无马的鲜卑大众中，老者们尽力射了些弓矢，横跨就被近身的汉军冲散踩死，女人们试图以血肉阻挡，到底比不过刀剑，而甲骑果真追不上汉军轻骑，只能眼看张飞部在人群中杀入又杀出，如同裁刀划过织布，很快步度根部就彻底崩溃。
新单于不甘心就此回城，令甲骑脱下重甲，他看向这些骑士，见他们都面带汗水与不甘，心中暗自叹说：若是树洛于齐光在身旁便好了。但他面色不变，只对随从说：“男儿怎能死在女人的哭声中呢？让我们一同浴血罢。”骑士们都为此言激励，手持斫刀振臂高呼，而后跟随单于向张飞杀去。但这些骑士身披重甲久了，体力颇为疲累，最终没能改变战局，都为汉军杀了，而步度根对上张飞，他的气力不强，斫刀与蛇矛撞了四五下，手臂便麻得没有知觉，随即被蛇矛捅穿喉咙。
城内的鲜卑残部就此被张飞彻底解决，鲜卑人在汉军阵中厮杀，也把这些都收入眼底，他们不知单于已死，只是议论说：得不到城中支援，接下来将如何作战呢？鲜卑诸帅也没有备案，他们只能传令说，只要杀溃眼前的汉军，总是能胜的，但顾益与令狐渊都收拢一团，利用军营逼仄的地形与鲜卑军斗争，虽然节节败退，但终究无法被吃下。
这时两翼的汉军援军也都到了，拓跋诘汾见到被夹击的形势，不再能再在山上观望，他当即决定先下山增援右翼，打算先击溃较为薄弱的陈冲部。这实在是个错误的抉择，因为他们没能注意到关羽，关羽部轻装从城北处出阵，继而绕了一个大圆到山阴处，他们隐藏身形，快步向白登山前进，只是这条路选得太远，虽是与张飞同时行动，但在拓跋诘汾下山近一个时辰后，他才占据白登山，这时两军厮杀已久，很多兵卒都疲累了，作战最久的顾益与令狐渊两部已处在崩溃的边缘。
算算时间，两军厮杀近四个时辰，从午前一直战到黄昏，日光都要散尽了。此时关羽从白登山奔下，令将士们都高举火炬，照亮他甲胄外的深绿罩袍，苦战的汉军们见关羽进入战场，都兴奋地高呼狂啸，而鲜卑人忽见一支不知数目的骑兵出现在身后，胆气都落尽了，拓跋诘汾与没鹿回窦宾叹说：“他们竟也有援军吗？”于是都放弃战斗，也不管前线继续厮杀的兵卒，向东方散乱