宇文泰觉得此计可行，命令军士们都偃旗息鼓，埋伏在芦苇丛中，听见鼓声就一齐冲出。

高欢得知宇文泰的兵马在渭曲埋伏，正要下令兵士发起攻击。部下都督斛律羌举劝说道：“宇文泰只想决一死战，豁上命也要咬人。渭曲芦苇茂密，泥泞不堪，士兵交战用不上全力，不如与其相持，再暗中派精兵掩袭长安，端掉敌军的老窝，如此则宇文泰必可生擒。”

高欢听说渭曲芦苇丛生，灵机一动说道：“我们不如放把大火把敌军烧死，你们认为怎么样？”可是侯景却说：“高王，属下认为应该生擒宇文泰向百姓宣示，如果他被烧成焦炭，谁会相信高王真的大胜了呢。“

高欢正踌躇之间，大将彭乐又盛气请战，大声嚷嚷道：“高王，我们人多势众，百人擒一，还怕不打胜仗吗？”于是高欢下令向着芦苇丛林进击。

东魏兵望见西魏兵寥寥无几，一个个贪功冒进，应有的战阵散不成形。与西军相交之际，宇文泰亲自擂响鼓号，埋伏于芦苇丛中的兵士奋勇而起，李弼带领的另一支铁甲骑兵又从侧面突然杀出横切进行攻击，东魏军队被西魏骑兵截成两段，军卒见此情形顿时大恐，四散逃生。

看见军伍散乱，高欢想先收兵集结后再出击。点名官过了一会回来，禀告说：“报，众营皆空，兵士死散，没人应答。”高欢不甘心，还在犹豫。大将斛律金劝说：“高王，现在众心离散，不可复用，我们应该立即奔往黄河以东。”

高欢据鞍叹息不动，斛律金以鞭击打高欢的战马，战马受惊便向前飞奔，军兵见到主帅高欢都已经逃离战场，便跟着一窝蜂逃走，一行人到了河边差点没找到船，只能狼狈渡河撤退。

此战下来，高欢丧失带甲士兵八万人，丢弃铠仗十八万件，原本可以击溃宇文泰的机会自此丧失。大将高敖曹听闻败报后，也从弘农撤围，退军保护洛阳。

但是西魏宇文泰原本是因为灾荒，缺粮饿死了大量士兵，可是经此一胜，缴获得高欢军队的大量兵器装备，还有大批粮草，又俘虏了大量东魏军兵，从此变得兵精粮足，成为高欢日后的心腹大患。