可是当两军遭遇时，步利设才发现，薛延陀发明了一种步战的新战术，以五人为一战斗小组，其中四人在前步战，一人在后照看战马，互相协作，取胜后，则授马于步战者追击。薛延陀万矢俱发，突厥军战马多被射死，恍如当年对付河西军，成千上万的战士死在冲锋的那几百步距离上，突厥军大败，一战损失两万精骑，被薛延陀俘获士兵四千人，战马五千匹。
步利设回到闪电河的时候，已经是心力憔悴，损失的军队不说，就是跟着步利设逃回来的一万人也大多带伤，没有什么斗志。室韦等族的联军一听说家乡在遭到攻击，都思乡心切，不愿在闪电河逗留，找到各种理由离开；步利设也要求退往大利城的情况下，最后满足了室韦他们的要求，派联军各自回去救援。
这也是赵德言没有办法的决定，草原上只有依附，没有忠心可讲，留这些人在闪电河，还要担心有人到时候看突厥不妙反水，不如大家干脆一点。面对步利设带着族人退走，剩下不足万人的守军，赵德言只能让突厥一族能拿武器的人，不分男女老幼全部武装起来，储备粮食和箭矢、石块、擂木。
闪电河处于混乱之中，根本瞒不住在镔城翘首以久的突利，突利明白自己的机会来了，安排信使向安州、涿郡汇报后，立即派人去闪电河散布消息，自己愿意收纳突厥人。大批的突厥人逃往镔城，但是隋军前来的速度超过了突利的预计，尤其是看到带队的将领竟然是徐世绩。
作为涿郡留守，徐世绩应该是坐镇涿郡，掌控河北；但是按照信使的送信速度，现在恐怕连涿郡都还没到，徐世绩就出现在镔城，唯一的解释就是因为杨崇坐镇涿郡，徐世绩可以带军出征，并且是早就出了长城，到达安州一带。
突利没猜错，由于杨崇认为突厥必败，徐世绩其实已经率领三万大军到了安州，闻讯立即率领四万五千人出发；这是一个击败薛延陀，确定大隋是东北霸主地位的好机会，徐世绩等待已久。听杨崇和天弃说了薛延陀步军的作战方式，鱼俱罗等人就觉得与河西军的战术象，那么薛延陀的弓弩是从哪里来的，到了解开谜团的时机。
徐世绩统帅的主力与突利会合后，一路急行军，赶到闪电河，夷男已经攻占闪电河的左城，赵德言率领突厥军民死守右城，正在苦战之中。徐世绩派人传信夷男，大隋希望漠北和东北和平，薛延陀与突厥应该以大漠为界，大隋不希望看见有人越界侵犯，希望薛延陀择善而行，从闪电河撤军。
夷男接到信后率先锋部队三万先行，前来虎鹿川相迎，薛延陀军队挟着大胜之威，是谩骂不停；徐世绩领兵远远看见，一声令下，命刘黑闼统领大军，自己以突利和张金树为前锋，两万骑兵直扑薛延陀军队，滚滚蹄声如雷，草原上顿时尘埃涨天。夷男不敢北逃，一面派人督促后面的大军，一面布开阵势迎战。
薛延陀为了便于战术施展，使出步兵取胜战术的撒手锏，在虎鹿川布阵长十多里；徐世绩先令突利的突厥骑兵冲阵，夷男的战术果然厉害，突利只是一次冲锋就兵败了。徐世绩又令隋军骑兵突击，结果薛延陀人万矢俱发，隋军战马多被射死；徐世绩大怒，命令隋军下马，执长矛以步战对步战。
隋军研究了薛延陀的战术，实际上先行的骑兵中就包含着徐世绩自己模仿虎步营建立的瓦岗营，同样是挑选步战的精锐组成的，前面盾牌后面长矛；在盾牌军的掩护下，隋军没有付出多大伤亡，就冲入了薛延陀的阵地。
双方稍一接触，便优劣立分，隋军的矛长，并且与突厥的矛不一样，难以砍断；薛延陀战士的砍刀短，隋军在短兵相接中一下子占了上风，一片片刺杀过去，敌军就象木桩一样倒下。徐世绩见有缺口，命张金树率领五千骑冲击，专门斩杀薛延陀牵马的战士，将薛延陀人的战马掠夺射死。
等夷男发现隋军目的，已经失去三分之一战马，只能下令撤军三十里，被隋军一路追杀，斩首级三千多级，俘虏来不及逃走的五千薛延陀士兵。等薛延陀全军赶到，夷男整势再战，双方十多大军在虎鹿川北摆下战场；徐世绩抢到了上风口，命隋军放出飞艇，在天雷的轰炸下，薛延陀人苦苦支撑了两个时辰，终于抵挡不住，夷男脱身逃走。
薛延陀在隋军的长矛、天雷面前战败了，包括两万战士被俘，整整损失了四万多大军；刘黑闼、张金树率领两万骑兵追击了两百里，俘获了正在撤退途中的两万多薛延陀百姓，救回了一万五千被掠走的突厥人。但突利、赵德言有些不满，隋军只出动了一般的军队，追了上百里路，如果象突厥人一样追击两百里，效果可以更好。徐世绩冷冷地回复两人：“从隋军出动的时候开始，最后的决策权在大隋手中。”
这一次大隋的战利品，四万多薛延陀的俘虏加上五万头牛羊、一万多匹战马，还有薛延陀从突厥手中抢到的大量粮食，比杨崇、徐世绩等人指望的效果要好的太多；留下夷男，薛延陀人在失去物资和人口的情况下，只有和突厥死磕到底。所以在薛延陀使者浑金折又送来降表和三千匹战马，希望大隋原谅的时候；徐世绩同意，只要薛延陀不进攻闪电河，战争结束了。
关于驻守闪电河，徐世绩以杨崇没有命令拒绝了，涿郡做过预案，在突厥没有明确表态的前提下，占据闪电河只是一时的快乐，大敌当前的情况下，又不能对闪电河的突厥人进行分流，一旦薛延陀撤军，突厥人翻脸，后果不堪设想。而突利其实也是一个不稳定的因素，在目前的状态下，并没有完全放弃可汗的梦想，重新回到闪电河，很可能激发他心中的不安定因素。
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