且说辽军南下，却遭到宋将张斌的拦截，辽军击败张斌之后，便尾随张斌而来，而前方正是威虏军，接近十六里半的行程很快就结束了，估计接近中午时分，威虏军城便已经在望，侦骑来报，宋军主力在城西列阵，以当由西北方攻来的辽军的兵锋。于是辽先锋军直扑城西。
而威虏军就在城下等着辽军，宋军主力包括除二杨所部之外前阵和前锋的所有主力，加上威虏军守军，总数当在三万左右，其中主要部队都是骑兵。他们的部署是：魏能所部前阵骑兵为主，于城西列成大阵，而秦翰和田敏所部分为左右两翼。他们会在适当的时候出击，给辽军以痛击！另外战斗力强悍的李继宣部为预备队。宋辽战史上罕见的双方骑兵集团的大规模正面交锋开始了。
宋军有以骑兵为主的威虏军，他们背城立阵，侧后无忧，并且并处于守势，加上宋军大阵对于正面的先天优势，辽军虽然有人数上的优势，但是辽军是以骑兵为主的机动部队，他们的拿手好戏就是迂回包抄，但是今天他们却不能使用，他们今天只能与宋军作面对面的正面交锋。形式对辽军来说那是绝对不利，因为历次的宋辽大战，辽军如果碰见是这种情况，他都是失败！今天他们的命运又会如何哪？
辽圣宗没有办法，他只好做出全力一击，将铁林军的重装骑兵派上战场，由统军铁林相公萧铣全体铁林军从正面冲击宋军大阵！
宋军主将魏能看萧铣率领着铁林军像疯狗一样扑来，好！这正中他的下怀！
魏能立即展开反冲击，宋军的威虏军全部都是装备精良的轻骑兵，他们在辽军阵中来回厮杀，辽军死伤惨重！而秦翰和田敏他们二部看魏能和辽军厮杀起来，他们便摧动所部加入了战斗！一个魏能就让辽军吃不消了，秦翰和田敏的加入，更让辽军消受不起，铁林相公萧铣这就要撤退，这时只见魏能挽起弓箭，一箭就把萧铣射于马下！辽兵看主将已死，他们那还有心再战，当时就退了回去！
辽圣宗看主将已死，败局已定他哪还有心再战，他于是于是向西北的羊山方向撤退，宋军三主将看辽军败退，他们那肯放过，于是便摧动部尾随追击而去！
而这时尚未出动的李继宣也派人过来联系，魏能命令他们跟随大队宋军一起追击辽军！
宋军先期开赴羊山包抄的二杨所部没有能参与威虏军城西的大战，辽军的行动太过迅速，一到就打，一打就败，一败就逃，二杨所部的包抄任务就这样变成了迎头痛击！
辽军虽然主动撤退，但是后有宋军的追兵，前方还有杨延昭和杨嗣部队，辽军面临腹背受敌，前后夹击的局面！
当辽败军取道羊山南麓渐次向北撤退的时候，杨延昭和杨嗣早在此地恭候多时，当他们看到杀败的辽军如夹着尾巴的秃鹰一般出现在他们的面前的时候，他们立即下达攻击命令。俗话说“穷寇莫追”，追急了他咬人！辽军前有拦截，后有追兵，他走投无路，便拼死抵抗起来，二杨虽然倚靠羊山展开拼死阻击，但仍被数量上占有优势的辽军逐步击退，被迫退出战场！一部分没有来得及后撤的宋军死守羊山不退，最后全部阵亡。
杨延昭和杨嗣的正面阻击虽然宣告失败，但是他不但使辽军付出相当的代价同时，迟滞了辽军的行动，为追击部队的赶到争取了时间。正当辽军最终攻下羊山上的宋军阵地时，秦翰的部队和田敏的部队追来了！就在杨延昭和扬嗣在羊山和辽军大战的时候，秦翰和田敏他们俩也没闲着，他们快马加鞕催动部队以最快的速度向羊山方向赶去！结果还真让他们给赶上了，辽军此时刚刚赶走杨延昭和杨嗣的部队，他们正准备再次逃路，结果却被秦翰和田敏赶上！秦翰和田敏赶上辽军后，哪肯放过立即便与辽军展开厮杀！在秦翰部咬住辽军后一会儿，李继宣部也追上了辽军！
随着二杨的退出、秦翰部和李继宣部的相继投入，形势发生了逆转，宋军由阻击战变为追击战！刚逐走二杨的辽军转眼就被秦翰部和李继宣部赶上了羊山。这时三股部队合兵一处，对于辽军来说那打击简直是毁灭性的！特别是李继宣的部队，他是一支预备队，这一天来他一直都没有投入战斗，他们满身蓄积的力量一直都没有地方发泄，这回他们终于找到发泄的机会了！这时只见李继宣手挥舞着长枪如银龙一般上下翻飞，左右逢源，随之而来的是辽军的一片片哀嚎声！由于战马中箭，李继宣连换几匹战马！辽军由羊山南麓被赶上山脊，再由山脊赶到北麓，辽军撂下几万具尸体后，便逃向了八里外的辽国边界。而在李继宣部带着满身征尘和丰硕的战果回到威虏军的营地的时候，天！已经开始黑了！
十月十六日一天的战斗，宋军双方首战长城口，次战威虏军，三战羊山，三战皆胜，最后的战绩是辉煌的！辽军在这次战役中被斩首二万，统军铁林相公萧铣被阵斩，另外辽军又损失十五员大将，宋军在这次战役中取得胜利在宋辽长达四十年的战争史中也是少见的！
辽军败退后，宋军在打扫战场后，便用斩获的辽军官兵的首级在宋辽边界上筑起一个高台，以显示武功并向辽军示威！