距离王道询营寨约三里，秦王的七千大军早在亥时就在这里集结，做好了进攻的准备。秦王这次也是希望能一战解决掉王道询的大军，打疼王世充，让伪郑不敢再轻易进犯，自己也能抽出身来对付刘武周。四弟李元吉虽有一身好武艺，可在兵事上还差的太远，让他对阵刘武周，几乎没有胜算，自己还是要早做打算。于是仅留一千人由心腹侯君集统领守城，余下人马皆尽参战。出征之时侯君集还力劝秦王不要以身犯险，只要留在谷州等消息即可。秦王道：“若不身先士卒，麾下将士如何敢战，况且罗士信新投，本王若是不亲自去，他必然忧虑本王怀疑他的人品，本王又怎么能获得他的忠心？”说完率领大军出发了。这一路上，人含草，马衔环，生怕惊动了王道询。
等到子时三刻，秦王命秦琼按约定发信号，秦琼点然一根火把高高抛起，等火把落地后立即浇灭。随即只等罗士信抢夺营门后，也发信号接应大军袭营。哪知信号发出后营门却没如预想中那样传来厮杀声，还和平常一样安静。又等了一刻多钟，王道询的营门突然大开，并有火把按照约定好的信号左右摇摆，秦王大喜下令进军，心腹屈突通对秦王说道：“殿下，营中没有传出厮杀声便营门大开，小心有诈？”此话一出，秦琼，程咬金，牛进达脸上皆露出不悦之色，一同道：“末将愿项上人头为罗士信担保！”秦王摆手道：“三位兄长不必如此，本王相信罗兄的为人，绝不会欺骗本王，至于没有厮杀声，一定有其缘故，我等不能因此怀疑他，错失良机还伤了他投唐之心。”说罢，一马当先直奔营门。屈突通劝不通秦王只能打马跟上，在旁相护。秦琼，程咬金，牛进达等将领紧随其后。
营门处，罗士信骑在马上等候秦王，听到马蹄声响起，知道唐军到了，抬眼看，只见为首的不是别人，正是秦王李世民。立即翻身下马徒步迎接秦王。罗士信要说不感动那是假的，感觉秦王也太信任自己了，易位而处，自认没有这种心胸气度，去毫无保留的去相信新投靠之人。待秦王走近，单膝跪于大营门口，拱手拜道：“末将罗士信率部投唐，参见大唐秦王殿下。”一众部下分立营门两侧，也当即跪倒拜道：“我等愿随罗将军投唐，参见大唐秦王殿下。”
秦王大喜，下马亲自扶起罗士信，又让众人平身，朗声道：“众将士顺应天命弃暗投明，我大唐必不负尔等。待今夜战毕，本王为众将士摆酒洗尘，论功行赏！”秦王话落，众人齐应：“谢秦王！”随即罗士信引秦王入营。刚进营门便看见一群被绑的结结实实的伪郑兵将，不由诧异。随在身旁的罗士信见状忙将如何取下营门告知秦王。秦王笑道：“世民本以为罗兄仅是忠义无双，勇武绝伦。如今方知罗兄竟胆大心细，颇有谋略，幸亏李密、王世充之辈不识罗兄大才，不然世民安能得罗兄相助。”罗士信嘴上忙道不敢，心中却也暗自得意。
正说话间，寨墙高处小校高喊：“后营火起！”秦王忙带众将三步并两步，匆匆登上寨墙，向后营望去，只见火光以由开始时的零星几处发展到遍及后营，随之左右二营也突然喊杀声连成一片，火光冲天，示警的锣声敲的乱响，毫无规律，整个大营乱成一片。秦王大喜，知道罗士信手下已然偷袭得手，下令道：“秦琼，程咬金，牛进达率玄甲军为右路军，全力击溃右营，不要恋战，只将敌军打散，驱赶溃兵从又侧冲击中军，击溃中军后不要停留，继续杀向后营，务必将后营一并击穿，再回军厮杀。”秦琼，程咬金，牛进达抱拳领命称“诺”，转身率部杀敌。秦王接着下令：“余下诸军为左路军，随本王一道击溃敌军左营，驱赶溃兵从左侧冲击中军，汇合右路军击溃中军，直取王道询。”众将称“诺”各领本部人马，随秦王攻向左营。
对唐军而言这场战争太顺利了，子时过半，伪郑将士熟睡正酣，毫无防备，猛然间四处火起，喊杀声一片，徒然惊醒，人未着甲，马未着鞍，也不知有多少敌人来袭，都不用唐军来杀自己就乱作一团，将领校尉想要整顿兵马，一时之间哪来得及，又有罗士信派出的部众拿下了马厩，骑乘战马往来冲杀，让形势更加混乱，随后大批唐军杀来，哪还有心抵挡，被唐军驱赶着逃向中军大营。王道询的中军原本没有太乱，还想着让溃兵入营整顿一番再来迎敌，哪知溃兵越来越多，唐军紧随其后杀到，再想关营门都关不不上了，溃兵太多，冲散了中军的防御，眼看着唐军到了近前，自知抵挡不住，也跟着溃兵奔逃，生怕逃慢了让唐军追上，领兵的将领接连斩杀几个溃兵，却止不住更多人逃跑，没办法也被协裹着一起跑了，真应了'兵败如山倒'这句老话。
王道询领着两千来人马到后营的时候，已经在溃兵口中得知是罗士信勾结了唐军袭击了自己的大营，一时又气又恨，气罗士信背叛投唐，恨自己放松警惕让其得手，不过事后诸葛，于事无补，只能先顾眼下。此时后营也早以乱成一团，溃兵没有一人去管营中大火，推到了简陋的寨栏，（前营对着唐军设立，拦断道路，寨墙高耸坚固，后营通向大后方洛阳，因前营隔绝进攻路线，只是简单的立起栅栏）奔着洛阳逃去。让王道询本打算在后营整军迎战唐军的计划落空，只能带着兵马也向洛阳方向而去，希望能在路上收聚更多的军队抵挡唐军。
最早起火的就是后营！后营本就是后勤辅军和民夫的驻地，大军辎重存放之处，身处后方远离唐军，戒备比别处都要松懈，攻城器械多由民夫搬运，今日更是提前歇息，明日要比其他各军起的更早，把攻城器械运至城下，以便攻城军队使用。宋明亮以巡营的名义率部到了后营，分为十队，用携带的引火之物先将攻城器械和营中存放打造器械的木料引燃，趁乱再干掉不多的军械库守卫，拿到更多的引火之物四处放火。没想到手下顺利完成任务，还给他一个大惊喜。原来后营虽然没有战马，可还有许多运输粮草辎重的驽马，这些马虽然不及战马，可骑乘驽马冲击没有结成军阵的步兵同样威力不小，罗士信手下本就精锐，人人会骑马，鞍俱是缺少一点，可又不是与骑兵或结成军阵的步兵作战，能骑上来回奔驰就够用了。后营辅兵战力本就低下，民夫就更不用说了，原本就没怎么抵抗力，加上左右二营也是大乱，更没有了抵抗之心，成了第一批向洛阳逃跑者。宋明亮也不追赶，只是率部守护好粮草，献与秦王，这才是他的主要任务，溃兵自有唐军骑兵去追。
唐军来的很快，战前秦王也没预料到战事如此顺利，敌军溃败逃走太快，让本想击穿中军堵住后营回身再聚歼王道询的策略也落空了。不过没关系，失去了营寨保护，被夺了马匹，却少骑兵保护，甚至兵器盔甲都不全的溃兵哪能躲的过骑兵众多的唐军追杀。秦王到了后营便不再追赶，大局以定，身为主帅自是不能与属下争功。下令众将领本部骑兵继续追击，步兵开始清理王道询大营中的物资，收降来不及逃走的溃兵。
秦王不追了，可一直压抑怒火，憋了一肚子气没撒罗士信却不想放过王道询等人，领着夺了战马成了骑兵部下奔着洛阳方向追了下来，一路上也不理会见被追上跪在道路两侧投降的溃兵，一心只找王道询算账。皇天不负有心人，王道询此时已经收聚了五千余将士，只是人人面带惧色，不宜与唐军交战，只好继续向洛阳撤退，可部下除了将官和亲卫有马，其余都是步兵，速度自然快不了，终于被罗士信赶上，自知不是罗士信敌手，想依靠座下战马'踏雪'神骏打马逃脱，哪知随着罗士信一声呼哨，那战马前窜后跳，把他摔在地上，转身奔着罗士信去了。他那里知道，罗士信与'踏雪'感情极为深厚，听到罗士信呼哨就会奔回身边，只是罗士信身在王世充军中，知道唤回战马也保不住，因此从没召唤，今日可是不同，投了李唐自然不再顾忌王世充，一声呼哨'踏雪'就将王道询摔在地上，奔回到罗士信身边用大脑袋连拱旧主，罗士信也是紧抱住马脖子不愿撒手，一人一马好不亲密，那战马突然睁开罗士信，人立而起不住用前蹄去踹他身下战马，吓的那战马连连后退，等罗士信连忙下马骑在它背上不住安抚这才慢慢安静下来。这边罗士信重夺战马自是高兴，那边亲卫扶起摔的七荤八素的王道询，匆匆换了一匹战马继续逃命。罗士信换乘了战马直奔王道询，幸亏王道询手下几员心腹将领和亲卫舍命统领溃兵阻拦，罗士信部下人马太少，溃兵太多，一时被阻不能脱身继续追杀，秦琼等人领兵赶到，杀散了王道询部将亲卫，收降了溃兵，再想追赶已经来不及了，再者一夜激战，早以人困马乏，也无力再战，随即押解降兵返回谷州。
又跑了二十多里，座下战马都开始嘴冒白沫了，王道询才慢慢停下，让战马啃食几口路边青草充饥，缓解一下疲劳。过了一会亲卫来报，唐军已经收兵返回谷州了，这才安下心来，再一清点手下，仅剩几百人，回想昨日还统领三万多人马，威风凛凛不可一世，今天被唐军打的落荒而逃，犹如丧家之犬，惶惶不可终日。丧师辱国，有何面目回洛阳去见王世充，一时羞愤欲死，拔剑欲自我了断，却被亲卫死死拉开，劝言道：“昔日汉高祖几被项羽所败，可每战之后都重振旗鼓，最终击败项羽一统天下，将军如今不过因罗士信投敌才为唐军偷袭得手，怎能轻生？”王道询这才强打精神继续收拢溃兵，所幸云定兴，张镇周，田瓒等将领也逃过唐军追杀，与其汇合。一日间又收得侥幸逃脱唐军追击的溃兵三千余人，不敢在留，返回洛阳。
