就在这时，赵破虏的斥侯探听到张全的新军已经东胡腹地，就在不远的大泽地区与达奚望的东胡联军对峙。这下赵破虏看到了希望，他一面派人与张全联系，一面加快行军，想抢在东胡人反应之前与张全合兵一。

东胡人也知了目前的形势，他们并不打算让赵破虏与张全会师，于是，拓信派人加了攻势，而达奚望一面严加防范张全，一面派两万多人与拓信会合，准备与赵破虏的边军再拼上一次。

当赵破虏率军来到距离张全大营还有五十里的地方，被优势兵力的东胡人包围了，达奚望亲自带人在正面堵截，挡住了汉军前的路。与此同时，东胡其余各也现在汉军的四周，不断地向汉军发动一拨拨的攻。

山的心理，突然使了个回枪，用两万人围住了冲在最前面的东胡尉迟和万俟两四千多人。赵破虏原以为可以很快解决这批敌人，再继续前，没想到尉迟的谷那律和万俟的可沓罗异常神勇，两虽然损失惨重，可却持到拓信带着主力赶来。赵破虏一见歼敌无望，只得撤包围，在鲜卑山下摆开阵势与拓信展开决战。

就在汉军车阵岌岌可危，东胡人准备最后一搏的时候，张全率领的新军赶到了。他是在得到斥侯禀报之后开始行动的，所以速度上比达奚望慢了一些。他派郑度率领第二师对达奚望的大营行佯攻，自己亲率第一和第三师前去救援赵破虏。他老远就看到战场上烽烟四起，知赵破虏的境不妙，于是促大军加快行军速度。

这情况一连持续了十余日，汉军虽然没有再遭到什么损失，可也无力对沿途的东胡各落行抢掠，所以粮补给日益困难。

赵破虏指挥的边军已经连续作战十几天了，许多士兵的力已经到了极限，已经不可能再冲破东胡人的阻击，现在，他们只有守待援。

赵破虏让人把运送粮草的所有车辆结成车阵，利用弓箭抵挡东胡人的攻，可惜，经过这么长时间的作战，他们的箭矢已经不多了，许多士兵手上只有几支箭了。而此时，东胡人开始向他们的车阵内火箭，想燃他们的车辆，好在汉军运用辎重粮草的都是武钢车，木板外侧都加了铁，火势无法蔓延。尽如此，还是有许多地方被东胡人突破，赵破虏只得一次次的指挥手下把他们再赶去。

这一仗，两军损失相当，都在两万上下，赵破虏虽然军中还有四万余人，可伤者近万，其中重伤约有五千人。这些伤者严重影响了汉军的行速度，拓信却没有这些顾虑，而且经此一仗，让他也觉得汉军不过如此，于是留下伤者，自己率四万多人不断追击汉军，沿途不时地寻找机会行攻击。东胡人不断以千人，甚至是万人对行中的汉军行袭扰，向汉军挑战，而赵破虏不敢迎战，以辎重车辆结阵，用弓箭行护卫，慢慢向南前。

本来，赵破虏的五万边军实力尤在六万东胡联军之上，可他没料到自己攻鲜卑山激起了对方的斗志，东胡人个个奋勇，人人争先，是挡住了汉军一次次的攻击。结果这一仗从中午一直打到日落也没有分胜负。这一下赵破虏有急了，他现在东胡腹地，没有援军和补给，而东胡人随时可以得到人员和资的补充。所以赵破虏借着夜撤战场，转向西南方向。

达奚望一见汉军援军到达，知不可能再全歼赵破虏所，于是下令撤掉对赵破虏的包围。赵破虏乘势突重围，在张全的接应下撤回了大营，达奚望也和拓信合兵一，返回自己的大营。