然而整場戰役的情況遠遠沒有楊廣想得那樣順遂。
到了傍晚，段文振還是沒有到達匯合地，楊廣開始擔心起來。他就怕西進的段文振遇上潰逃的突厥大軍，到時候以段文振的力量很難擊敗對方龐大的兵力。
為了迅速找到段文振所部，楊廣命令黃明遠、趙才、獨孤惲三人各率一部騎兵向東北方向尋找段文振。當然若是同時也能找到突厥軍的主力就更好了。
黃明遠得令之后，立刻調集一千五百本部騎兵出營。考慮到磴口在溫池的正東北，若是段文振遇敵則會往南，所以黃明遠便往東方略偏北的方向而去。
這時候眾人還不知道的是，這時候的段文振早就陷入了大麻煩中。
當日，段文振領三萬精銳出靈州后，沿著黃河向北一路到達磴口。當時為了保證糧草的轉運，隋軍便在石咀山和磴口各設置了一個糧草基地。其中磴口糧站是楊廣為了北上追擊突厥人所設，囤積了約二十萬石糧草。雖然在黃河東岸，但有些過于突出靠前了。
為了繞道磴口，段文振所部位置過于向北。等到度過黃河后，段文振向西北而去。準備大迂回至狼山西南的突厥大軍的后方，再掉頭向南，直擊突厥軍背部。
可行了不到百里，段文振所部就遇到了一樣向磴口方向進軍的突厥大軍。原來早在大戰之前，步迦可汗就命令自己的侄子阿史那里都沿黃河進軍，奇襲靈州石咀山，斷絕隋軍的后路。
正巧雙方在納林湖西面三十里處相遇。本來雙方都是要繞道突襲對方的，沒想到撞個正著。這時候，雙方都措不及防，只得開戰。
隋軍和突厥人兵力相當，又沒有時間布置防御，只得壓住陣腳，穩守大陣，立刻就落在了下風。靠著隋軍的強弓硬弩與環形車陣，勉強可以抵擋得住突厥騎兵，但同時也限制住了隋軍的機動性。
段文振兩次組織突圍，但都被阿史那里都擋住。
為了迅速圍殲段文振所部，阿史那里都利用輕騎不斷地沖擊隋軍的兩翼，企圖消耗隋軍的士氣。約到了傍晚時分，雙方激戰近四個時辰，突厥軍見久攻不下，遂撤圍而走。
段文振見突厥軍北撤，不敢久留，一面繼續監視對方，一面立即提所部向西南方向，準備避其鋒芒。
沒想到所行不過五六十里，正欲突厥軍主力。
原來阿史那里都見隋軍久攻不下，怕暴露了自己偷襲的目的，遂決定詐作退兵，引段文振突圍。但段文振也不是等閑之輩，他一定會嚴密監視阿史那里都的部隊。若是突厥軍企圖在半路圍殲這股隋軍，很可能又跟之前一樣，咬上一個刺猬殼。
因為之前步迦可汗在兩側五十里左右的地方各布置了一支部隊，好方便撤退。阿史那里都便秘密招其將阿里扎，準備使其提前在隋軍突圍路線上埋伏。自己則撤退一段距離后便尾隨隋軍，雙方前后夾擊。
急于脫身的段文振果然中計，剛脫離了險境，就一頭扎入了突厥軍的埋伏之中。