当李广陷入绝境之时，霍去病的主力骑兵，已经疾冲入休屠王与浑邪王的军队大营。

匈奴人万万没想到，汉人的精锐骑兵，竟然会突然从他们的身后冒出来。

休屠王和浑邪王，原本已被汉兵打怕了，提心吊胆地盯着前方，打谱望见汉军骑兵的烟尘就落地飞走。岂料汉军竟神出鬼没，突然现于身后，匈奴战士的心理，当时就崩溃了。

主战场上，匈奴骑兵号称七万，但最多也不过四五万，此时大战一起，远处的匈奴骑兵立即冲入自家营帐，抱着老婆孩子狂逃，牲畜也不要了，先保住家人性命再说。

汉军遭遇到的唯一抵抗，是休屠王与浑邪王两人的精锐卫队。这些卫队是匈奴人中最强壮的，交手之下，杀死杀伤霍去病部下三千人，杀出一条血路，保护着两王亡命逃走了。

——从这里，可以比较一下李广与霍去病的不同战斗值。李广统四千人，被四万大军围困，打了一整天，折损两千人。而霍去病这里有四万人，被两支亡命小队就砍死三千人。可知霍去病虽然少年英雄，但战斗值相比于李广，明显弱多了。纯系靠绝对优势的兵力，才创造出天才名将的神话。

战场上，汉军士兵们有条不紊地展开了大屠杀，斩首三万二百级，可怜的匈奴部落酋长遫濮王，也在混战中被砍了头。

余者皆降。

霍去病清点俘虏，计俘虏匈奴之单桓王、酋涂王、稽且王、呼于耆王四王，俘虏的单于阏氏（yān zhī）、王子计59人。

匈奴兵民，降者计2500人。

少年霍去病，仰天长啸。这一年，他19岁。

此战结束，等于是彻底切断了匈奴人北退之路，夺得河西走廊，将匈奴人的生存空间，挤压到了濒临绝灭的境地。时过几百年，匈奴人仍未从这次打击中恢复过来，从此有一支悲伤的歌子，在匈奴人中世代传唱：

“失我祁连山，使我六畜不蕃息。失我焉支山，使我妇女无颜色。”