眼见刘贤大举攻来，吕虔也连续发布了几条命令，先叫信使传令，叫在外沿着泗水游曳的夏侯衡、文钦二将率领五千骑兵急速回来，往战场附近靠拢。再命匈奴左贤王刘豹领五千骑兵出营游曳，威胁刘贤之军的侧翼。又命匈奴左部帅李恪率领其余五千匈奴骑兵在后营列阵，以便在合适的时候对汉军发动正面冲击。
随后吕虔命其余大军各司其职，徐质率领二千重甲长矛手，五千轻甲长矛手把守营垒正面。命张持率领三千精锐长弓手，郭祖率领二千蹶张弩，公孙犊率领二千踏张弩，徐和指挥五十具大黄弩，众将在营内各结成方阵，配合作战。又命部将李条率领二千橹盾兵掩护各军。再命陈泰、王昶各领麾下兵马，随时听候调用。
眼见刘贤的大军开始冲营，吕虔当即命令各类弓弩手展开攻击。
大黄弩首先发射，对准汉军的独轮盾车猛射，五十支粗大的弩箭落下，巨大的动能带来无可抵挡的威力。直接将十余名铁甲长矛手穿透钉死在地。面积宽大的橹盾车更是被打击的重点，其余三十余支弩箭基本都射中了盾车，有七八架盾车直接被洞穿了橹盾，随后箭头射进车身，将盾车射裂、散架。其余中箭的盾车也有不同程度损坏，不过尚还能用。
随后盾车继续前进。与此同时，孟干指挥的石炮和大黄弩也迅速抢入攻击距离，开始紧张地布设阵地。
张任催军直进，又被敌军二千张蹶张弩组成的方阵给射了一轮。蹶张弩威力也极为可观，铁甲兵被射中非死即残，而射中橹盾也有大约三四成的概率能够将之击破。
幸好蹶张弩覆盖射击，即便盾车的范围极大，但命中率也仅只三四成，二千蹶张弩齐射，便有六七百支弩箭射中了目标，射死射伤了七八十名甲士，射穿了近二百面橹盾。不过蹶张弩的威力自然是远不如大黄弩的，即便能够破盾，但却也威力已尽，无法对后面的独轮车造成毁坏性的打击，也基本无法对车后距离一步之遥的士兵造成致命伤害。
众军因此得以撑过蹶张弩的打击，继续往前很快到达了曹军踏张弩以及强弓的射程范围。这等弓弩对橹盾基本没有伤害，但对甲士却也能造成相当强的杀伤。
而且长弓手的射击速度相对重弩来说极快，即便命中率以及命中后的破甲率都不算高，但在极高的数量基数之下，杀伤力也极为骇人。
为了减少伤亡，所有铁甲长矛手都微微低头躬身，尽量往橹盾后面躲。但饶是如此，在冲进曹军营垒三十步的距离时，盾车阵也遭受了一轮大黄弩，两轮蹶张弩，五轮踏张弩和九轮长弓手的射击，死伤甲士四百余人。许多甲士身上都插着箭簇，伤到了皮肉。只是不算致命伤，又军令如山，有进无退，精锐甲士们都只能带伤上阵，并未退缩。
此时汉军跟进的长弓手、踏张弩、蹶张弩和大黄弩、石炮等远程武器都已经渐次到位，并准备齐全。刘贤看曹军集中弓弩对付自家的前锋，当下思忖了一下，命汉军的所有弓弩首先集中射击曹军的长弓手。当下就见汉军弓弩齐发，直往曹军弓手射去。
石炮和大黄弩首先发射，三十架石炮和五十具大黄弩先一步射入曹军营垒之中，击毁了三座箭塔，其余石弹弓弩则射入曹军的橹盾阵中，将此阵破开了许多个口子，随后长弓手、踏张弩抛射，然后蹶张弩发射，再次将曹军橹盾兵射的狼狈不堪。射速较快的长弓手和踏张弩趁着曹军橹盾兵被打击的有利时机再次抛射箭矢，一举将正在全力攻击汉军盾甲士的曹军弓弩手射翻一片，死伤足有八九百人。
吕虔见状大惊，欲要转而打击位于汉军后阵的弓弩手，又恐失去了连绵箭雨的压制，会使得汉军躲藏在盾车之后的连弩兵得到完全发挥的机会。当下略一犹豫，还是决定要继续压制汉军的盾车阵。
见此情景，刘贤微一迟疑，随后发旗语传令，叫盾车阵收拢阵型，甲士竖矛蹲身，躲在橹盾之后避箭。而其余弓弩石炮则继续攻击敌军长弓手和踏张弩。
如此再三，曹军的三千长弓手和二千踏张弩手死伤近半。而汉军橹盾阵却仅只损伤不到二成。
吕虔无奈，长弓手需要多年训练，才能练成，在军中颇为宝贵。当下吕虔只得从陈泰、王昶二人军中调了三千短弓手上前替换长弓手下来休息。
相比于长弓手而言，仅能开八斗弓的短弓手要易于训练的多。基本上一名新兵加紧训练半年便能合格。但八斗弓弓力弱，几乎不能破开铁甲，唯一的作用便是压制汉军的连弩兵。
眼见得此，刘贤微微点了点头。自家的连弩兵也是十分宝贵的，自然不能随意损耗。当下刘贤命令自家的长弓手、踏张弩继续压制对方的弓兵，蹶张弩和大黄弩、石炮则转而抵近攻击曹军的蹶张弩方阵。
若说长弓手虽然宝贵，但在万不得已的情况下还能用短弓手来应急的话，那么蹶张弩的宝贵程度就更在长弓手之上了，被损失之后短时间内基本无法找到替换的方法。
吕虔无法让蹶张弩硬抗汉军的打击，当下只得转而命令蹶张弩方阵和大黄弩一道转而还击汉军的蹶张弩。如此一来，曹军毕竟有营垒保护，在这种数量相差不大的对射之下，曹军却是占了上风，虽然汉军多了三十具石炮助阵，但伤亡依旧比曹军多出许多。
所幸刘贤的目的本就是为了吸引开曹军蹶张弩，用以减轻自家盾车阵的压力。
没有了蹶张弩、大黄弩这等重弩的打击，曹军的短弓手、踏张弩等基本无法对汉军盾车阵造成伤害，反而在汉军长弓手、踏张弩的覆盖射击之下死伤惨重。
很快这新调来的三千短弓手便伤亡超过三成，只得被吕虔替换下去，新调了三千短弓手来应急。
趁着曹军弓手轮换的短暂间息，刘贤命旗令官打出旗语，盾车阵中的张任看见，当下喝令连弩手出击。众连弩手得令，四排连弩兵尽皆起身，第一排横跨一步，走出了盾车的保护范围，随后将弩机端起，照准曹军营垒中的守军便射。待射空弩匣之后，复又急速退回，由第二排弩兵跨出盾车，继续射击。
连绵不绝的弩矢瞬间覆盖了曹军营垒，一众弩箭虽有三成多射在了曹军营垒之上，但也有六七成射了进去，压制的把守营寨的曹军抬不起头来。
张任见状，当下急令盾车兵取下车上木板，前往架通壕沟。众军得令，当下冲出，果然在连弩兵和长弓兵的掩护下一举将曹军营垒之前的壕沟架通起来。
张任大喜，正要命令铁甲长矛兵前出攻营，就听曹军营寨之中突然马蹄声滚滚而来，却是吕虔早感觉到自己无法阻止汉军架通壕沟，于是早令匈奴左部帅李恪率领五千骑兵做好准备，只等汉军将壕沟架通，五千匈奴骑兵便迅猛杀出，欲要追着汉军架壕的步兵冲进汉军盾车阵之中大肆砍杀。
眼见曹军骑兵顺着自家打开的营门滚滚而来，而自家的铁甲长矛手尚未做好出击准备，架壕的士兵也还没能完全回来，正处于惊慌之中。
张任正有些焦急，就见后方中军之中旗号摇动，却是刘贤命令掷弹兵出击。
张任见状，虽然心底对那掷弹兵的威力仍旧心有怀疑，但也只得喝令掷弹兵对着冲来的匈奴骑兵攻击。
一千掷弹兵得令，当下也分为四排，第一排二百五十名掷弹兵从车上拿出一个火药罐，用随身携带、一直燃着的香点燃引线，随后朝着冲来的匈奴骑兵丢去。
一众匈奴骑兵的前锋已经冲到了盾车阵前二十步的距离，纷纷挥舞着短刀、短枪，眼中流露出嗜血的光芒，欲要砍杀汉军。冷不防看见汉军阵中扔出了数百个黑乎乎的，冒着火花，有“嗤嗤嗤嗤”响声的圆球，众军顿时吃了一惊，还以为是汉军的一种投掷武器，当下众匈奴骑兵纷纷举起圆盾，遮住脑袋，欲要防止被砸伤。
然而那一个个圆球却并未砸落，而是在匈奴骑兵脑袋上方半尺的距离上轰然炸开。当时刘贤组织士兵试投火药罐时，为了安全起见，故而引线设置的极长。谁想火药罐投掷出去之后，因为是陶罐，落到地上几乎都碎裂了开来，火药洒了一地，只看得见火光，无法爆炸。刘贤见状，欲要将陶罐改为铁罐时，时间上却又来不及了。无可奈何之下只得将引线剪短，使之扔出去后凌空爆炸。
试验的效果还不错，但就是危险性较大。一旦掷弹兵未能及时将手中的火药罐投出，便极有可能炸到自己。因此刘贤三令五申，严令众掷弹兵点燃引线之后必须第一时间将火药罐扔出，并用空的陶罐插上引线演练了多次，这才敢上阵。
当时火药罐凌空爆炸，巨大的声响震的人马耳朵生疼，纷飞的破片更是宛如雨点一般朝着四面八方飞洒。匈奴兵身穿简易皮甲，这种皮甲仅能抵挡流失，无法抵挡近距离飞射的弹片。那破片铺天盖地一般，在汉军盾车阵前十五步至三十步的距离内，所有匈奴骑兵几乎都被射中数片乃是数十片的弹片，一时死伤惨重。
当然，由于火药爆炸威力有限，事实上破片的初始动能并不如后世的手榴弹那么足，除了射中太阳穴、眉心、顶门、脖颈等要害部位之外，其实当场死亡的并不多，多数都是被割伤、擦伤，或者虽然身体里面射进了弹片，但却一时并不致命。然而放眼望去，周围众人个个带伤，人人飙血，身处爆炸范围内的匈奴骑兵的整个世界似乎都被鲜血浸染了，一时只觉得周围都是尸山血海，心神瞬间都崩溃了。
骑手的伤亡还在其次，最重要的是战马陡然遭遇巨大的炸响和耀眼的火光，随后破片飞溅，又割伤了战马的身体，以致几乎所有战马都惊慌失措起来，发了疯一般开始乱窜。
而后面离得近的战马虽然未曾受到伤害，但也被吓得不敢前进，转而在原地抛橛子，任凭骑手如何催促也迟疑着不敢再前进。而事实上，后面的匈奴骑士也被吓呆了，下意识的不敢前进，根本没有人真的催马向前。
匈奴骑兵被打蒙了，张任却兴奋的浑身有些颤抖，这一刻心中本就对刘贤无比敬仰的情绪瞬间再次拔高到了无以复加的地步。
当下张任命已经退回来的盾车兵继续推车前进，连弩兵齐射清除掷弹兵攻击下的漏网之鱼，并继续压制可能的敌军骑兵冲锋。铁甲长矛手则迅速集结，准备出阵抢营。而掷弹兵则在前进十余步之后再次投弹。
此时吕虔也被这突然出现的状况也惊得呆了一呆，随即知道不妙，当下急令军中敲响战鼓，催促匈奴骑兵继续进攻。又未雨绸缪地暗令徐质领兵把守营门，准备见势不妙立即关门，即便把匈奴骑兵大半关在营外也在所不惜。
同时吕虔再次命所有大黄弩、蹶张弩、踏张弩、长弓手、臂张弩、短弓手等所有远程兵种照准汉军的盾车阵覆盖射击，意图压制汉军掷弹兵和连弩手的攻击。
此时刘贤看到有机可乘，当下也命令中军敲响战鼓，命张任率军顶着曹军的弓弩前冲。同时命史阿做好准备，但看张任之军夺取了曹军营门，史阿的重骑兵便要立即出击。又命所有弓弩、石炮照准曹军营内的弓弩兵覆盖射击，掩护前锋进攻。
张任得令，当下领兵继续冲锋。很快盾车阵来到了壕沟之上，第二排掷弹兵投出了火药罐，再次对匈奴骑兵造成了极大杀伤。
原本就进退不得的匈奴兵这一下顿时崩溃了。前面见识了汉军火药罐和连弩厉害的匈奴兵迅速拨转马头逃跑，后面还未完全出营的匈奴兵不知究竟，却还在战鼓的催促下前冲，五千匈奴骑兵顿时挤在营门之上，进退不得。
此时张任再次领兵前进了七八步，第三排掷弹兵也投出了火药罐，匈奴骑兵顿时伤亡更加惨重。
匈奴左部帅李恪眼见自家的部族骑兵被汉军用连弩和一众不知名的爆炸武器屠杀，短短三轮爆炸，连弩数次齐射，二三十步的距离之内，自己麾下骑兵便死伤枕集，粗略算来，伤亡不下一千四百余人。李恪心疼的直滴血，眼见在这种情况下，曹军主帅吕虔已然不让自己撤退，反而大敲战鼓，催促自己前进。李恪顿时知道吕虔这是生怕自己撤退会引得汉军趁势抢营，自己的这些部族骑兵是被吕虔放弃了啊！
当下李恪大为不忿，暗自思量道：“我为你征战，你倒让我去送死！老子不干了！”于是李恪干脆利落地命身旁的号手吹响撤退的号声。
众匈奴骑兵闻听号令，当下不再理会吕虔催促进攻的鼓声，转而争先恐后地掉头往营内撤去。
张任看见大喜，当下命铁甲长矛手冲出盾车阵，跟在匈奴骑兵之后抢营。连弩兵跟进掩护，掷弹兵则继续在盾车的保护之下缓缓往曹军营门压了过去。