但是，由于柳中城被围城数月，汉军虽然城破人亡，柳中城也被打得残破不堪。匈奴人擅长野战、远袭，不擅攻城，更不擅守城。呼衍砭担心自己会重蹈关宠覆辙，柳中城一旦被汉军围城，定然也会截水断流，自己岂不是也要玩儿完？
于是，他自己做主，依托坚城，同时在北城门外扎下坚固大营。既有利于坚守城池，又不致全军被陷于城中。他坚信，汉军数千里远来，人马疲惫，定然对坚营与坚城奈何不得！
正月十五日午时，在耿秉规定的攻击时间到来前，谒者皇甫援率后军秦惇、秦褒麾下的二千人马从沙漠中骤然杀出。他们一边疾驰一边快速变换成攻击队形，到沙漠边缘离匈奴人阵形一箭远处时，便突然结阵相拒。
城头飘扬着北匈奴南呼衍部的战旗，皇甫援和秦惇、秦褒悲哀地看到，已校尉关宠和他的千余名汉军均已经殉国。望着城头上乌云一般的黑色旌旗，汉军每一个士卒眼里都冒着怒火，渴望屠净眼前的匈奴人，为殉国将士报仇雪恨。
看着匈奴人凭着坚城固营，却出城列阵相拒，皇甫援既不解，心里又大喜。
探马已经判明汉军只有两千骑，呼衍砭害怕在城中坚守被后续汉军围城，便率领他的三千守军在柳中城外结成大阵，正以逸待劳，等待汉军前来陷阵时击溃这股汉军。等汉军扎阵完毕，呼衍砭帐下一名千骑长举着弯刀至汉军阵前搦战。
主将皇甫援刚要亲自出战，秦惇一声不吭，已当先拍马出阵。两人在沙漠上战约二十合，秦惇勇不可挡，一矛将千骑长挑飞。匈奴阵中，前军主将呼衍砭头一偏，又一名千骑长拍马而出。两人交战不足十合，千骑长又被秦惇长矛贯穿胸部而亡。
呼衍砭大怒，自己拍马而出，举着大刀向皇甫援杀来。
皇甫援拍马接住，两人大战了五十余合，竟然不分胜负。双方正要鸣金收兵，恰在此时呼衍砭稍一分神，被皇甫援一矛扎中左边大腿。
呼衍砭差点落马，手中大刀失手，便急忙抽出腰中弯刀招架。
就在此时，北匈奴中军开始鸣金。皇甫援可不想停手，如果让呼衍砭退入城中、营中，就难打了。秦惇的玉门营、秦褒的阳关营以守城见长，弩射技艺高超，攻城不是强项。以区区两千擅长防守的精骑，想攻下数千敌坚守的坚城，简直是痴心妄想。
他不知道酒泉太守段彭、敦煌太守王遵的人马杀到哪了，此刻或许已经开始围困交河城。见匈奴人鸣金，皇甫援当机立断，手中长矛向后一招，自己已当先追杀呼衍砭而去。
呼衍砭正驰向自己阵中，忽闻身后马蹄声急，回首一看，见汉将竟然追杀过来了，仓促间便抽身急走。匈奴阵中，见主将遭到追杀，汉军喊杀声震天，已经全军开始冲锋，便箭如雨下。可汉将一一挑落箭矢，势不可挡地冲杀过来。到了匈奴阵前，战马腾空而起，跃入大阵，如入无人之境，瞬间挑杀十数名士卒。
汉军玉门营、阳关营两千骑均执矛或环首刀，如潮水一般与猝不及防的南呼衍部战阵碰撞到了一起，两军开始残酷的近身搏杀。
守军虽人数略占优，但较短的弯刀和士卒搏杀能力均不如汉卒，两军很快便分出了高下。呼衍砭仅带领千余人退入城内，且城内也到处喊杀声连天，每一条街道上都在交战，而被关在城外的北匈奴士卒则四散哄逃。
秦惇、秦褒已率部与北匈奴人绞杀在一起，此时已经追着北匈奴人腚后杀到城内。
呼衍砭心里叫苦不迭，这两千汉军战力惊人，他心里悔恨自己大意了。腿上的伤口仍在汩汩流血。他连马都没来得及下，更别说包扎一下了。他知道柳中城已经不能守，便仅带着数百人打开北城门，向西北方的高昌壁方向逃去。
皇甫援夺了柳中城，此战玉门营、阳关营战果辉煌，仅阵亡百余人伤二百余人，便斩首近千级。皇甫援再接再厉，不给呼衍砭喘息之机，在柳中城休整一个时辰，收拾伤员，喂食战马，士卒饱餐，然后便率两营汉军向北追击。
两城相距不足百里，呼衍砭被一路追杀，天黑时便到了高昌壁城下，木都将其放入城中，便紧闭城门，准备凭坚城与汉军打持久战。
皇甫援、秦惇、秦褒都是悍将，此时杀心正炽。
刚才在柳中城内，随处可见关宠和汉军将士们英勇作战的痕迹。城中有数十口井，有的深达十几丈。皇甫援、秦惇、秦褒眼含热泪，他们能想象，北匈奴人绝了水源，汉军干渴难耐，城中掘井却不得水，最后，校尉和士卒都绝望了。北匈奴人奈何不了他们，可干渴却摧毁了这支铁军，到最后一刻全体渴死在城头……
关宠及汉军将士的惨烈殉国，已经深深地激怒了三将与敦煌郡两营刑卒，围城后将士们恨不得马上攻城！
柳中城、高昌壁与交河城从东南至西北，在一条直线上，汉军区区两千人，人人张六头火炬，仿佛千军万马，各营热火朝天地伐胡杨、榆树，准备制作攻城器械。城头上火把通明，匈奴人以为汉军会连夜攻城，惊呼呐喊着忙乱成一片，抓紧部署守城。可皇甫援却虚晃一枪，夜里三更时分，突然饶城而走，全军向交河城袭去。
天亮前，他们便赶到交河城下，只见酒泉太守段彭、敦煌太守王遵竟然以区区五千骑围着南呼衍部万人大营，数十架抛车正在轰击寨栅、辕门等防御设施，汉军整装待发，全军即将发起攻击！
皇甫援迅速归建，进入后军位置。
原来，咋天中午，汉军准时赶至交河城，突然出现在北匈奴大营前。呼衍王出营列阵，双方打了一阵。谒者王蒙麾下众将，在阵前力斩两名匈奴将领，汉军一名军候也被砍杀。傍晚时分，呼衍王鸣金收军。半夜时分，段彭突然下令开始轰击北匈奴大营，准备在天亮前破营强袭。
皇甫援完全赞同段彭、王遵的战法，强夺柳中城成功令他确信，南呼衍部被窦固都尉两次北征，已经打残了。百战老兵基本都被消灭，现在的南呼衍部，都是征召而来的能控弦牧民，未及整训和大战历练，战力已经远不是汉军的对手。夜晚强袭定能使其丧胆，则大营必破。
果然，汉军与北匈奴抛车营互相一顿狂轰滥炸后，渐渐分出了高下。汉军抛车优势明显，距离远，威力大，北匈奴大营寨栅残破，营帐破损。
就在此时，站在中军的段彭举起了手中的长矛，敦煌王遵则亲自擂响战鼓，前军主将谒者王蒙带领前军齐声呐喊着，毫无征兆地发起了冲击。
“杀——”
汉军前军三千人如潮水一般向北匈奴大营涌去，大营内两排弓兵射出如蝗箭矢。汉军以大盾遮挡，或用矛拍落，或用环首刀旋飞，前锋瞬间便冲过残破的寨栅，挑开拒马，惨烈的搏杀迅速在寨栅边展开。
谒者王蒙一马当先，勇不可挡。他用长矛连续挑翻几十名弩兵、弓兵，汉军三千人从辕门一涌而入，与南呼衍部各营在大营内绞在一起。呼衍王在众将的簇拥下站在王帐前，他深知汉军悍勇，但匈奴人兵力占优。于是，他利用人多的优势，命各营以车轮战轮番围困冲进大营的汉军。
王蒙越杀越勇，浑身已经被匈奴人的鲜血染湿。匈奴人则越杀越多，让他不免心惊，心里略生寒意，感到焦急。
段彭、王遵站在中军，将战场形势全部看在眼里。谒者王蒙的前军虽然勇悍，但匈奴人多势众，眼看前军有被陷在大营内的危险，于是，两位太守一马当先，挥动中军二千余人，及时加入战场。中军加入，前军深受鼓舞，汉军士气大振，匈奴大营内很快火光四起，很多战帐被点燃，战场形势开始向汉军倾斜。
皇甫援的后军和抛车兵士卒们，都一齐看着皇甫援，在等待他的号令。皇甫援判断着战场形势，见前军、中军五千汉军已经渐渐与匈奴打成了平手，他忽然举起手中的长矛，大吼了一声，“杀——”
“杀——”
后军两千人，六百余名抛车兵，均一齐跟着皇甫援驱马杀出。
战场本已经势均力敌，此时皇甫援、秦惇、秦褒三将率后军二千六百人陡然加入，匈奴人瞬间抵御不住，便一群一群脱营而逃，使战场形势急转直下。
酒泉太守段彭、敦煌太守王遵身先士卒，一直杀到呼衍王的大帐前，士卒们点燃大帐，呼衍王在众将的掩护下，已经向西北雪大坂上奔去。大营内火光四起，汉军在四处追杀匈奴人。皇甫援加入战场后，与秦惇、秦褒二将紧紧咬着呼衍王，后军紧随其后，一直追到雪大坂前才罢休。
等皇甫援率军返回，此时天已亮了。
大战之后，只见营内的积雪地面已经被血染红，到处都是残破的尸体，到处都是一群群的俘虏。大营废墟内浓烟弥漫，景象惨不忍睹，令人触目惊心。汉军开始打扫战场，包扎伤员。这场凌晨时发生在交河城下的大血战，匈奴人被斩首三千八百级，俘虏三千余人，缴获牛羊百万头。
而汉军也有一千余名士卒在混战中殉国，伤者七百余人，人马疲困，亟待休整再战。各营将领也几乎人人负伤，谒者王蒙伤最重。他左肩中了一箭，重箭锥形簇击穿肩头铁甲，扎及肩胛骨。