司马懿大军赶到，见诸葛亮大军阻路，摆阵冲击。邓艾见援军来到，命洛阳兵马出城接应，为姜维部强驽兵击退。诸葛亮见司马懿前军进入射程，命强驽兵一齐射击。司马懿兵马在代县已受过强驽之苦，见诸葛亮之强驽威力虽小，但驽无虚发，前军伤亡众，军阵不战自乱，司马懿约束不住。周泰、韩当两将又率骑兵从两肋冲击，后军亦立阵不住。诸葛亮见曹军阵乱，挥重兵杀上。司马懿大败，丢盔卸甲，溃不成军，率军退往壶关。魏延、沙摩诃带轻骑兵追击，司马懿见大势不好，与诸将弃步卒而逃，魏延、沙摩诃两将率军直追至壶关方回。
司马懿败回壶关，身边仅余三万骑兵，余军多归降，只有两万余败军几日后方才绕路返回。司马懿见兵败如此，上表请罪。
诸葛亮此战击溃司马懿部，得降兵四万。洛阳守兵见诸葛亮之兵威，士气益沮丧。诸葛亮命诸将将降兵编于各军。
曹操闻司马懿部大败，大惊失色。阅司马懿上书，言诸葛亮强驽兵之威，其骑兵速度之快，更是令人心惊肉跳。然洛阳关系大局，曹操命司马懿率败军赶赴许昌，会合许昌守兵，起兵十万再援洛阳。司马懿使铁匠铸铁盾三万，以御强驽之威。司马懿诸事准备妥当，出兵洛阳。
诸葛亮听司马懿率军又到，知司马懿已有御强驽之法。命姜维强驽兵、长枪兵六万提防城中接应军。命准备滚刀战车一千辆，摆于阵前。此战车有两匹马拉动，车上有兵士三人，一人驾驭马匹，余二人为力大之人，分立于战七两侧，持六米长刀，刀前端利刃一米，两面皆刀锋，又于马车车轮两端延出三米，装配多刃剑，多刃剑随车轮转动，杀伤力极强。此战车用于冲动敌阵，威力极大。
诸葛亮见司马懿使三万铁盾兵摆在阵前，却命强驽兵射向中军。强驽兵将方向移往侧上方，强驽从铁盾兵上方掠过，直射中军。司马懿见中军损伤重，命铁盾兵后撤，护住中军。
诸葛亮见司马懿军士集成一团，命滚刀战车出击。司马懿见战车冲来，还未做出指令，见战车所到之处，十余米幅面立为战车冲出一条血路，直往中军奔来。司马懿大惊，忙引诸将后撤，然而此时已晚，千辆战车已冲出千条血路，司马懿步兵行动迟缓，伤亡惨重。
诸葛亮见司马懿军大败，令魏延、周泰、文聘率七万骑兵掩击。司马懿顾不得军士性命，率精骑往后逃去。魏延等将一路追击，直到许昌城下，曹操命许昌兵马出城接应，救得司马懿回城。
司马懿此次出兵，又折军四万余，曹操见诸葛亮兵器精巧，骑兵精锐，实为劲敌。时许昌已无可援之兵，也无胜过司马懿之将，曹操无计可施。