果然，不久便见烟尘滚滚，张纯率领叛军主力赶到。张纯见是公孙瓒旗号，又见其兵力似乎不如自己，且身后便是看似无险可守的谷地，不由骄心大起，大笑：“公孙瓒匹夫，竟敢挡我去路！今日便叫你尝尝厉害！”遂挥军猛攻。

公孙瓒依计行事，率军与叛军前锋接战，略作抵抗，便佯装不敌，且战且退，向谷内退去。张纯求胜心切，又见公孙瓒“败退”，更不疑有诈，挥动大军全线压上，涌入石门山谷道。

眼看叛军大部分已进入伏击圈，后方辎重也陆续进入山谷，刘备在山顶看得真切，猛地一挥令旗！

霎时间，山谷两侧梆子声响成一片！预先准备好的滚木礌石如同山洪暴发般轰隆隆倾泻而下，瞬间将谷口堵死！紧接着，无数箭矢如同暴雨般从两侧山林中射出，密集地落入拥挤在谷道中的叛军队列！

“中计了！有埋伏！”叛军顿时陷入极大的混乱，人喊马嘶，自相践踏，死伤惨重。

“弟兄们！随我杀！”刘备拔出双股剑，亲率伏兵从山坡上冲杀下来，直插叛军腰腹！

与此同时，原本“败退”的公孙瓒也大喝一声，率领幽州铁骑猛地返身冲杀回来！他的骑兵在这相对狭窄的地形中依然展现了恐怖的冲击力，如同铁犁般狠狠凿入叛军阵中！

山谷成了屠宰场。叛军前进不得，后退无路，两侧受敌，指挥完全失灵。张纯吓得魂飞魄散，在亲兵死保下，拼命向谷口方向冲杀，试图突围。

刘备早已料到，重点封锁谷口。张纯几次冲阵，皆被乱箭射回，身边亲兵越打越少。眼看大势已去，这位叛军首领再也顾不得许多，丢弃掳掠来的大批百姓以及无数辎重，只带着数十名最精锐的亲卫，找到一处地势稍缓、守备稍弱之处，丢盔弃甲，狼狈不堪地攀爬山路，硬生生逃了出去，直奔塞外方向。

主将一逃，剩余叛军更是土崩瓦解，纷纷跪地投降。一场漂亮的伏击战就此结束。

清点战场，斩首数千，俘获近万，救出被掳百姓无数，缴获粮草辎重军械堆积如山。公孙瓒部斩获颇丰，意气风发。刘备则立刻下令安抚百姓，救治伤员，清点缴获。

然而，喜悦之余，现实问题接踵而至。首先是粮草，此次出击携带的军粮本就不多，原本计划速战速决，如今突然多了上万张嘴，缴获的叛军粮草虽有一些，但支撑不了多久。其次，军中此战亦有数百伤兵，需要妥善安置医治。再者，张纯虽败，但乌桓大人丘力居的主力并未参战，其动向不明，鲜卑部落也可能趁火打劫。那些被救出的百姓惊魂未定，亟待安抚安置。