.宋蒙军队是在温榆河北岸的一片平坦的圹野中列阵对持。
这时六万五千宋军以经背靠温榆河，列好了阵势。宋军是由二万五千骑军和四万步军组成，其中有五千具甲骑兵。骑军数量达到全军的近四戌，以经是相当高的比例了。
位于全军的最前例，是由五千重甲步兵组成的刀阵，横行展开却达到五百佘步，分为十列，几乎覆盖了宋军的全部阵列。在步兵刀阵的后方，是由五千具甲骑军、六千轻骑兵和一万五千步军组成的中军。而在宋军的两侧各有七千骑兵和一万步兵，分别位于步兵刀阵后侧后方。也在步兵刀阵的保护之內，但战斗开始，也可以随时从步兵刀阵的两侧杀出，与敌军作战。
相比之下，蒙古军的阵势略显松散一些，这是因为蒙古是全骑兵，因此阵形对蒙古军来说，并足不太重要。同时铁朩真对这里的地形十分满意，因为在平坦的地势上,有利于蒙古骑军的发挥，因此对取得胜利也充满了信心。而在他的身后，六万蒙古铁骑都以经蓄势侍发。只等他一声令下，就冲向五百步开外，背水结阵的宋军。
而杨炎选择这里作战场，也正是希望在蒙古军最善长的作战环境中与他们硬拼一场，只有这样，才能狠狠伪撵动蒙古军的锐气，达到迫使蒙古军自动退军的目地。不过杨炎也知道蒙古军的野战能力，因此才特意选择背水结阵，虽然这样布阵有些冒险，但也限制了蒙古骑兵的活动范围，只能从正面进攻。而杨炎也对自己手下的宋兵有信心，能够顶得住蒙古骑兵的冲击。
在契丹诸将看来，宋军背水结阵，完全是犯了兵家大忌，可见杨炎不过是浪得虚名之辈。而铁木真虽然没有看过中原的兵书，但也知道背水结阵，一但战事不利，将没有任何回旋的余地了。因此也立刻下令，抢先发起了进攻。
只见从蒙古军阵列左则杀出一支五千人队，但并不是向着宋军的阵列直冲，向右斜冲过来。
原来铁木真也见识过宋军这种重甲步兵刀阵的厉害，深知如果用蒙古骑军去硬冲，只会损失惨重，否则杨炎也不会背水结阵。因此才使用这种斜冲的方式，希望利用蒙古军精通骑『射』的优势，先用弓箭来打『乱』宋军的阵式，然后再对宋军展开进攻。蒙古军从左则杀出，绕出一个弧形，然后再回到右则。而在弧顶一带，就将进入弓箭的『射』程范围，对宋军展开攻击。
但出乎铁木真意料的是，在蒙古骑兵还没有进入到自己的『射』程范围之內时，宋军的弓箭却抢先开始，对蒙古军展开了打击。
随着宋军后阵一连串号角的吹响，前列的重甲步兵一下子全都跪伏于地，后排的五千名神弩弓手一齐上前，分为两拔，对着在宋军的阵列前穿过的蒙古骑兵轮流开弓放箭。
因为蒙古军是全骑兵，使用的都是马弓，『射』程比一般的步弓要近一些，大约在七十到八十步之间，即使釆用抛『射』，也很难超过一百步。而宋军用的却是神臂弓，平『射』的『射』程在一百五十步左右，几乎是蒙古军的一倍，而且神臂弓经过改装之后，利用棘轮来带动拉弦，发『射』的频律以经大大提高，差不多能达到普通弓箭的发『射』速度，而且宋军又是分两轮发『射』。因此就在蒙古军离自已的『射』程还有很大一段距离时，宋军『射』出的箭矢就如同密集的雨点一样，落到了蒙古军的头上。
尽管蒙古军分得较散，而且对是在快速的移动之中，宋军的命中率并不很高。但宋军的箭雨太密集，还是能够『射』中不少蒙古兵。中箭的战士从战马上摔落下去，很快就被后面跟上来的战马踩成了一团肉泥，只能够发出几声惨叫。而中箭的战马还能够随着惯『性』前冲几步，然后悲鸣着仆然倒地，将背上的主人也摔倒下来。还有不少本没有中箭的战马，却是被倒地的同伴跘倒。一时间蒙古军人仰马翻，好不热闹。
