劉閼陋頭一聽，秦軍竟然出城野戰，秦軍騎兵在他的眼裏簡直不值一提，拿他的說法就是喫麥子的能和喫羊肉的比騎馬他冷笑了一聲嗎，然後下令前鋒直撲城西。
他不知道的是在榆林塞城下，秦軍主力包括除呂光所部之外前陣和前鋒的所有主力，加上榆林塞裏的守軍，總數當在三萬左右，其中主要部隊都是騎兵。以張蠔所部前陣的重裝具甲騎兵騎兵爲主，於城西列成大陣，兩翼則是輕甲騎兵在兩側掩護，另外依照苻勝的作戰習慣，他還留了一支強大的預備隊。
秦軍背城立陣，側後無憂，並處於守勢，加上秦軍大陣對於正面的先天優勢，鐵弗人雖然有着弓馬嫺熟的優勢，但擅長的迂迴包抄戰術無法使用，只有與秦軍做正面硬捍。在這點上從歷史戰績看，單純的正面接戰，鐵弗人鮮有勝績，形式對鐵弗人並不有利。
因此劉閼陋頭果斷做出全力一擊，他派劉衛辰率領己方最精銳的一千五百鐵狼軍派上戰場，正面衝擊秦軍大陣，這支鐵狼軍前身是前趙時期皇帝劉曜的親御郎，他們被鐵甲乘鎧馬，動止自隨，以充折衝之任，劉閼陋頭把他們派出來就是要正面破掉秦軍的防禦，但事與願違。
秦軍中軍主將張蠔也率領精銳部隊對鐵弗人的攻擊箭頭展開反衝擊，在左右兩翼的配合夾擊下不但粉碎了鐵弗人的正面衝擊，保證了大陣正面的安全，並在反衝擊過程中，張蠔一槊刺死了劉衛辰。鐵弗人大將被殺，全軍爲之氣沮，敗像已現。
最終在榆林塞城西的主戰場上，鐵弗人戰敗，劉閼陋頭大驚失色，這絕對是陷入對方埋伏了，不行，得趕緊撤退，要不然就全交代在這裏了，至於他侄子劉衛辰死了，他倒是不在乎，草原兒郎就要隨時有戰死的準備，他下令從來路逃走，於是鐵弗人在他的帶領下，開始向西北的紅山方向撤退，秦軍兩翼苻堅和苻黃眉的輕騎兵就開始轉入追擊，尚未出動的預備隊也在苻勝的親自統領下也同時移向榆林塞城西北八里的黨岔屯住，並派出聯絡兵跟隨苻堅所部前進，隨時準備策應追擊部隊。
秦軍先期開赴紅山包抄的呂光沒有能參與榆林塞城西的大戰，鐵弗人的行動太過迅速，一到就打，一打就敗，一敗就逃，呂光的包抄任務就這樣變成了迎頭攔截的截擊任務。
鐵弗人雖然主動撤退，但形式並不好，後有秦軍的追兵，前方還有沒有來及趕上榆林塞城西之戰的秦軍迂迴部隊的呂光所部六千騎兵的正面堵截。鐵弗人面臨着被前後夾擊的態勢。
當鐵弗人的敗軍取道紅山南麓漸次向西北撤退的時候，早就埋伏在這裏的呂光所部迎頭殺出，對鐵弗人展開正面攔截。後有追兵的鐵弗人正面再被攔住，走投無路的鐵弗人一下子迸發出強勁的戰鬥力，呂光雖然倚靠紅山展開阻擊，但仍被數量上佔有優勢的鐵弗人逐步擊退，被迫退出戰場。一部分沒有來得及後撤的秦軍死守紅山不退，最後全部陣亡。
隨着呂光的退出、苻堅部和苻勝本部的相繼投入，形勢發生了轉變，秦軍由阻擊狀態變爲追擊狀態。剛逐走呂光的鐵弗人轉眼就被苻堅苻黃眉和苻勝本部趕上了紅山。而此時，苻堅所部悄然退出了戰場。對於苻堅所部來說，已經經歷了在榆林塞西與鐵弗人大戰，再在追擊後獨自與鐵弗人作戰已經使得其力不能支了，因此在友軍到達後退出戰場也屬於情理之中。
連經惡戰的鐵弗人此時已經無心戀戰，而苻勝統領的本部騎兵原本就是秦軍最強悍的部隊之一，這次戰役中又是作爲預備隊一直沒有參戰，在一整天的養精蓄銳後正是鬥志昂揚的時候，終於找到了用武之地。之後的戰事成爲苻勝率領的騎兵的獨舞。他們趕着鐵弗人從紅山南麓轉過山脊，追殺到北麓。戰鬥中，身先士卒的苻勝多次因爲戰馬中箭而更換戰馬。最終在一個山谷中，苻勝他們追上鐵弗人的主力並殺入，殺得鐵弗人是人仰馬翻，鬼哭狼嚎，血流遍地。
“殿下，那人是鐵弗部的左谷蠡王劉閼陋頭......他是劉務桓的親弟弟.....”苻勝的親兵毛圭眼尖，他瞧見了正在拼命突圍的劉閼陋頭。
“你確定”苻勝沒見過劉閼陋頭，他喫不準這人是不是他。
“殿下，我確定，您忘了，我可是在鐵弗人這裏當過牧奴的.....這個狗賊也有今天.....”毛圭咬着說道。
“噢，那好極了......”苻勝一聽樂了，這可是鐵弗部的二號人物，“你們誰去給孤把他生擒活捉”
苻勝的松鞭剛一指，就看到有三匹馬衝了出去，他一瞧，這三人竟然是自己的衛隊長張蠔，東海王苻堅還有自己在長安救下的那個全旭。
張蠔一瞧，頓時氣的不行，“小王爺，東昇，你們不地道啊，這個匈奴人是俺老張的....”
“黑子，你少在哪裏瞎扯淡，誰搶到了算誰的....”苻堅纔不買張蠔的賬呢。
“就是，誰搶到算誰的.....”全旭也不買賬，他剛從軍，正是需要軍功的時候呢。
“.......”張蠔無語，他趕緊催動戰馬，殺向劉閼陋頭，另外兩人也催馬上前，一番拼殺之後，這位鐵弗人的二號人物，被一柄長槊，一杆長矛還有一把戰刀給逼到了角落了，走投無路之下，只好下馬投降.....
鐵弗人這次南侵，可謂是大敗特敗，不僅沒有撈到好處，反而就連他們的主將劉閼陋頭和劉衛辰都一降一死，士卒們都是死傷慘重，幾乎沒有人活着逃出榆林塞，算是輸到姥姥家了......