戰役的初期遠征軍打的十分順利，未經過什么激烈的戰斗便完成占領檀州的任務，而后便轉入防御作戰，邊休整邊等待下一步命令。都統劉文俊出身水軍，不擅陸戰，登陸后留守盧龍主持永平府軍政事務，由羅大同主持前線軍務。
在這期間他們這方面也十分平靜，戰斗多限于偵察作戰，并沒有大的戰事發生。但是就在昨夜蒙元突然對檀州發起大規模作戰，而事先先兆，這讓羅大同感到莫名其妙的同時，也讓他們陷入被動。
遠征軍的任務是切斷蒙元退往遼東和塞外的通路，由于戰區多山地，谷道眾多，為防止敵軍向后方迂回穿插，羅大同在布置兵力的時候不得不多點布防，如此也導致了兵力分散。而敵軍秘密調集兵力，利用夜暗和山中茂盛的植被做掩護，在戰斗爆發前就已經潛伏在他們陣地前，說是在眼皮底下也不為過。
戰斗爆發前，蒙元的斥候成功清理掉了宋軍陣地前的警戒哨，用弓弩射殺了崗哨。若非他們踩到了地雷暴露了行蹤，就直接沖進宋軍前沿陣地。隨即雙方爆發激戰，但宋軍各級指揮所接報后只是以為敵軍的襲擾作戰，并沒有意識到這是蒙元有計劃發動的大規模作戰。
一處戰斗的觸發，就像點燃的鞭炮一般，引爆了整個戰線上的戰斗。戰斗爆發后，元軍便毫不猶豫的發起了猛烈的進攻，一的向陣地不斷沖擊。好在遠征軍因為長期在陌生地域作戰，十分注重防守。
所以宋軍各處陣地皆構筑了完善的防御工事，囤積了數個基數的彈藥，盡管敵軍攻勢猛烈，但他們占據了有利地形，又有工事可以依托，憑借兵器上的優勢，在天明前保住了大部分主陣地，防線還算基本保持完整，不過這個階段仍屬于各自為戰。
谷頂在天稍亮后，隨著視線變得良好，通訊聯絡的恢復，宋軍才發現防線上聚集了大量的敵軍，陣地前的敵軍黑壓壓的如同蟻群一般在向山上攀登。而各處的情況也匯集到指揮部，羅大同等軍將才意識到這是元軍有組織、有計劃的大規模進攻，急忙向行營派出信使稟告戰況。
天明后，元軍的進攻更為猛烈，他們以身著重甲的精銳兵卒為前鋒，利用山勢為掩護向宋軍陣地展開沖擊。緊隨其后的則是只著輕甲，手持長刀的步卒，一旦前鋒打開缺口，他們便自此蜂擁而入。而再后的則是弓弩手，他們以密集的箭雨壓制宋軍，其間還有神箭手游蕩其間，以冷箭狙殺宋軍軍官。
宋軍雖然占據有利地形，并配有犀利的火器，但也并非占據絕對優勢。
首先，山中茂密的植被和山勢阻礙了觀通手的視線，限制了機動性，尤其是落下的炮彈被樹枝隔檔，難以大范圍的殺傷敵軍。因此陣地上最具威力的反而是迫擊炮和手榴彈，全是靠它們才能勉強壓制住敵軍不斷沖擊。
其次，由于宋軍戰線拉的太長，加之兵力不足，在元軍不惜代價的人海戰術下顯得防線過于單薄。一旦陣地被突破，守軍便是全軍覆沒的結局，而兵力的匱乏又導致難以組織兵力進行反擊，難以收復丟失的陣地，從而使防線出現缺口，進而危及全局。