先是用大军在金明砦外摆阵，围而不攻。到了晚上的时候，趁李士彬因为白天的事情放松了部分警惕性。诈降的夏兵内应立刻作乱，打开了城门，西夏兵宛如潮水一般涌入金明砦。
铁面相公李士彬想上马作战，不想这些内应还真是尽职尽责，连马缰都割断了。李士彬骑着没有马缰的战马，战斗力大减，没有几个回合就被西夏兵俘虏了。
范雍这大饭桶这个时候才回过神来，立刻派人让鄜延副都督石元孙，和驻兵庆州的鄜延、环庆副总管刘平前来救援。刘平领八千精锐与石元孙合兵共万余人，昼夜行军，急赴延州。
不想李元昊早就已经把消息打探的清清楚楚了，待宋军行至三川口，西夏兵已在此设阵。宋军无奈仓促应战，而且还人困马乏。但这个时候的宋军，还是表现出强大的阵战力量。
战场发生在三川口支流五龙川中，宋夏两军隔着由西北向东南流向的五龙川列阵。西夏军在河的东北，宋军在河的西南。两军先是隔河对峙时，所列同为偃月阵，即弧形军阵，这种阵形的目的是敌军一旦攻入中部，可以由两翼抄后路合围。
中午时分，西夏军队发起了冲锋，他们的人数多，所以列成横阵冲过河来，宋军的人数不够形成合围的力量，于是也改以平行的横阵对抗西夏军团的冲击。
由于是西夏军发起的攻击，他们必须穿过河道，其时正值隆冬，雪深五寸，河水应当全部封冻，河道里冰雪同在，卵石密布，行路脚滑。
而在岸上土地列阵的宋军占据地形优势，而且宋军出名弓弩强劲的了，万箭齐发，将五龙川染成红色。待西夏兵抵达岸边的时候，一声令下，宋军结阵出击，长矛先驱，大刀、盾牌护卫两翼，弓箭手抛射。
西夏军抵抗不住，退向河道中，宋军乘胜追过河去，退守的西夏军试图再次以盾牌兵卫前沿，组成防御阵线，也被宋兵攻破。这个过程中，斩杀西夏兵马数百人，杀伤的更是不计其数。
只是宋军的乘胜追击使自己的阵形也变得松散，而且也使自己的队伍进入冰滑的河道。李元昊此刻可是在兵力上占据着绝对的优势，他手下足足有十万大军的！
李元昊很快又组织起了第二波进攻。宋军没有了地利，开始抵挡不住这第二波进攻，鄜延都监黄德和却是个胆小鬼，见西夏兵多势众，又见己方处于下风，吓的脸色发白，居然在阵后领麾下近千人马先行逃跑。一见有人逃跑，宋军本来就处于下风了，那里还抵挡得住呢？
不得不选择向西南撤退。应该说这支宋军的战术素养还是很不错的，在李元昊的优势兵力攻击下，基本上还能维持住阵形，在黄昏时分，退到河的西南方向的一个山坡上扎营。但经过这次挫败。
宋军由原来的近万人马只余下数千人了，看似还有数千人，似乎不错。实际上宋军已经是外强中干了！原本携带的盔甲、箭矢、粮食等，在撤退的过程中不得不放弃。自己失去了不说，还便宜了西夏兵。
除此之外军中还有大量的伤兵，这些伤兵却得不到充足的医药，只能够在痛苦中用哀嚎发泄，影响军心。偏生将领们还没有办法，难道你不给药对方医治，连嚎两句都不给吗？这还要人活吗？
