军急追，终于在偃师城西面中了李密的埋伏。
李密军队数量不如段达，因此李密很清楚，要速破其中军，摧毁段达的指挥中心，才能破敌。
于是李密将军队分成八部，设八面埋伏之计，又作疑兵之计，将三万人的军队伪装的跟三十万人一般。
等到段达所部进入埋伏圈，李密下令各部分从数个方向杀出，一齐猛攻段达中军。
段达所部措不及防，被魏军打得晕头转向。段达指挥能力较之李密差了许多，这个时候，根本无力约束部队，组织抵抗。
而且段达所部虽然号称七万，但实际数量不过四五万人，且各部统属混乱，很多军队段达连主将、副将是谁都分不清，赶鸭子上架，如何能指挥好部队。
很快隋军大败，各部溃乱，段达和高毗等人也狼狈而逃。等到段达等人逃回洛阳城中，七万大军只剩下一万多人，且军心低落，胆气大丧。
李密遂趁机再次攻打回洛仓、偃师、金墉城等地，准备彻底扫清洛阳城的外围屏障。