太阳从东山后面升起，把秦军阵地照得透亮，而赵军正处于背阳的方向。初夏的阳光虽不甚苦，但也十分明亮，秦军士兵要想看清赵军，需要克服一些困难。
从赵军开始出营时，王龁就派人给白起报信，同时击鼓聚军，布置防御。当赵军集结完毕时，秦军已经进入作战位置，严阵以待！
隅中正刻，在山上如雷的鼓声中，三万大军齐齐开动，犹如波浪般向秦军阵地漫过来。赵军三万前军分成三个方向：右翼杀向谷口南北守军的结合部，一面牵制秦军，一面配合中间部队进攻；中军主力则直接杀向南部守军的正面；左翼则沿泫水河谷渗透。从小山包到秦军阵地最近只有十里三千步，中军不过一刻便至，在三百步外略停整队，然后排成千人的横阵向前开进。
第一阵四千人，最前排为盾牌兵，后面三排全是弓箭兵，他们以疏散阵型到达百步距离后，就地伏下，在盾牌的掩护下，射出密集的箭雨。第二阵由六个营三千人组成，每营前排一百人是盾牌兵，后面四排四百人全是长戟兵，他们在营司的口令下穿过弓箭兵留下的空隙，排成密集队列，整齐而坚定地向秦军阵地冲来。受盾牌兵速度的限制，在穿过己方弓箭兵后，各营只能加快步伐，而不能跑步。随即，秦军方向上也射出了漫天的箭雨。
从百步到三十步，这是七十步赵军的死亡距离。盾牌兵竭力地高举起沉重的盾牌，遮护身后的戟兵。但六百面盾牌，这里那里总会有空隙，总有人撑不住，总有人受箭雨的冲击倒下。这时，缺口外的戟兵就伤亡惨重。特别是有人倒下时，全营自然不能停下等倒下的盾牌兵站起来，只能由两边的盾牌兵向内收缩，并保持原来的速度前进，倒下的盾牌兵必须以盾护身，就地躺倒，让战友们从自己身上踏过。
走到距秦营五十步时，赵军的弓箭兵就不再射箭，以免误伤友军；三十步时，秦军也不再射箭。稍一沉寂，耳边箭矢的呼啸声就变成了震天的喊杀声。在营司的口令声中，长戟兵将戟架在前面士兵的肩上，然后发起冲锋！两阵相撞后的一瞬间，谁胜谁负一目了然：阵型散乱的一方立即转身就跑，阵型还算严谨的一方稳步追击，或转向旁边的敌阵。
第一拔进攻是试探性的，赵军没有拼命死战，略加接触，没有机会就迅速向两边散开撤退。第一阵，秦军守住了自己的营栅，赵军收兵至二里开外。
事实证明，从泫水谷地渗透不是个好主意。由于谷地三面环山，平地狭小，向这个方向突击的赵军遭到秦军弓箭的猛烈打击，而己方的弓箭又射不到那样的高度，或射到了却毫无威力。没有弓箭的掩护，赵军甚至没有进行接触战就撤退了。
右翼本来就是辅助方向，主攻的中军撤退了，右翼也就没有上来。只摆在秦军对面，让这里的秦军不能援助其他方向。
王龁站在高山上一块石头后面，观察着各处的战斗。他没有直接参与指挥，全部决策均由各五大夫作出。王龁紧紧地盯着中军那支没有出动的部队：一支总数达三千人的长矛兵，陷入深深的沉思。毫无疑问，这才是赵军的突击部队。只要秦军在哪里稍稍露出破绽，就会被这支部队无情地撕开。他在心里紧张地盘算着对付这支长矛兵的办法。
第二次进攻主要在中军的正面展开。依旧是弓箭兵远程掩护，六个营的长戟兵冲锋。但这一次，弓箭兵跟随在步兵后面前行二十步继续射击。这么做是为了分散打击冲锋营的火力，并更强烈地压制秦军的弓箭；为了尽量减少弓箭兵的损失，盾牌兵在停下后，都竭力把盾牌举得高高的。秦军还是知道轻重缓急，他们不顾赵军的压制，仍然拼命射击进攻的赵军。但在双方格斗兵接触时，他们没有停止射击，而是在营司的口令下，把箭射向八十步外的赵军弓箭兵。突然的打击让赵军弓箭手猝不及防，高举着大盾的盾牌手徒手已经有些吃力，突然被重力一压，立即东倒西歪。接踵而至的箭雨把毫无保护的弓箭兵射倒一片，营司们立即声嘶力竭地发出口令撤退这四千人立即扭头就跑，但仍有大批士兵未能避开第三拔箭雨。
两次进攻双方都消耗了大量箭矢，也损失了不少弓箭兵。赵军将发起了两次进攻的中军后退，让后面的一军上来顶替他们的位置。这一动作又耗费了不少时间，第三次进攻在日昳时展开。
这一次，赵军似乎找到了突击方向，集中弓箭兵向秦军一个营垒射击，并强行突前到八十步的距离上。后面的冲锋营也收缩了冲击正面，聚焦在重点进攻的营垒上。
这么做有利有弊，秦军也得以集中力量射击中央，各个方向的箭雨倾泻而下，让盾牌手难以支撑，而且也难以应付侧面的打击；弓箭手的损失也很大。但这么做是值得的，赵军虽然损失巨大的，但第一次冲开了秦军的阵型，挺进到营垒前。营栅上扔出无数的石头，打倒了许多人，赵军也捡起石头回击。
赵军靠近了寨墙，一名士兵蹲下当垫脚石，另一名士兵踩在他的身上，跃入寨中，但立即派秦军的长矛刺中，挑出墙外。但赵军悍不畏死，一个接一个踩着战友的身体跃入寨中，被秦军挑出寨外的赵军多数也不顾伤痛，重新站起，奋力冲杀。不一会儿，已经有赵军在寨内站稳脚跟，和秦军对砍起来。
在赵军正面冲开秦军防线后，五大夫一面立即从后方营中调来士兵，加强兵力，一面让两翼还未受敌的各营卷击赵军侧后。双方六千多士兵在这片不足六里的战场上展开了混战。由于双方士兵紧密接触，弓箭兵失去作用，主动后退，白刃格斗成为战斗的主要形式。几乎没有人能够在这里站上数息，无论他打倒多少敌人，终究会被敌人打翻。一个人不行就两个，两个不行就十个，越是勇猛的士兵越受到重点照顾。
一处、两处、三处，赵军一个个打开寨门，外面的赵军一拥而入，双方在寨门边、寨墙上拼力厮杀。
这里是秦军的主场，受伤的士兵有人迅速救下，损失的人手有人迅速补位，而赵军则越战越少，似乎陷入不利。
这时，山头上一声鼓响，那一直安坐不动的三千长矛兵起身了。
哪怕寨门被打开，寨墙被突破，王龁面无表情，但这三千长矛兵站起时，王龁立即动容！
对付长矛兵最好的办法自然是用弓箭射击，在没有盾牌的保护下，行动缓慢的长矛兵简直就是活靶。但在现在各处混战的情况下，弓箭兵无法发挥威力，长矛兵就成为清理战场的利器。只见三千长矛兵排成三排，开始时将长矛扛在肩上，以加快移动速度。四里一千二百步的距离转瞬即到。在进入战场前，长矛兵停顿了一下，将肩扛的长矛平端在手，一声呐喊，向场中扑来。
二丈五尺长的长矛几乎达到人类臂力的极限，这些膀阔腰圆的大汉平端在手也要些技巧。但他们面前的这片长矛森林的确能摧毁一切抵抗。五大夫见势，立即敲钟，士兵边战边退，后撤到第二道营栅前。
两座营栅之间相隔一里。由于是边战边撤，这多出来的三百步，长矛兵不能将矛上肩，只能持续平端着。山上的廉颇见秦军退回第二道营栅，当即命令仍在待命的赵军向前进发，以保持进攻态势，保护前军的侧后。
在格斗中向后散开的弓箭兵，已经在新的营垒中稳定了阵势，这时突然向落后的长矛兵射出弓箭。而战场北侧面也出现了秦军的增援部队。如果他们从赵军的侧背横扫过去，腹背受敌的赵军，势必全军覆没。
廉颇感到了形势严峻，他一面用鼓声催促增援的赵军加快速度，务必挡住侧击的秦军，一面派人传令最后一支赵军（也就是那支最早投入作战的军）准备投入战斗。
战场上到处都是鼓声、叫喊声、喊杀声，以至于士兵要十分细心才能听到自己长官的口令。
长矛兵虽然在弓箭的打击下损失惨重，但也终于投入了战斗。但就在他们挑翻秦军的一线士兵后，增援的秦军就出现在他们身后。身后永远是士兵的弱点，而长矛兵尤其严重。长矛兵不得不调转矛头，抵御后方来敌。而失去了矛阵的矛兵，在一对一的白刃格斗中优势大减。赵军发现秦军出现在身后，也急忙脱离战斗，往后撤退。而混战接触中的撤退迅速转变成逃跑。
幸亏此时，赵军的援军赶到，秦军没有追杀，返回营栅边整队。