于是，耶律斜軫果斷將手中保留的全部近兩萬騎派出，分兩路合擊。雙方在遼河東岸，展開廝殺，漢軍人寡，遼軍人眾，且突施一擊，以至于漢軍處于下風。
曹翰此將，為人或許張揚殘忍，但在戰場上作風很是硬朗，面對不妙的形勢，表現地尤其頑強，帶領麾下蕃騎力戰。
當然，這也在于，平原之上，想要完全殲滅一股騎兵，難度是很大了，費了很大功夫，遼軍方才將曹翰軍賭在遼河之濱。
然而，曹翰并不是孤軍奮戰，在沈州地區活動作戰的漢騎聞訊，都紛紛前往支援，與他們糾纏的其他遼騎，也都得令參戰。
于是，由耶律斜軫發起的一場反擊戰，逐漸演變成一場騎兵會戰，漢遼雙方八萬余騎，在沈州及遼州的上百里區域間，進行著一系列大大小小的廝殺戰斗。
并且，這還只是個開始，在南面正向沈州進兵的趙匡胤大軍得信，毫不猶豫，遣馬仁瑀率領五萬步騎，沿著遼河北上，水路并進，以作支援。
對此，耶律斜軫也是下定了決心，遣軍騷擾遲滯，但是，漢軍倚仗著水運的優勢，遼軍想要完全斷絕支援，也是無法做到的。
馬仁瑀軍，耗費了三日時間，趕抵戰場，而遼軍的主力，也在耶律斜軫的調度下，集結到位。在遼州西南五十里的遼河之濱，漢遼雙方展開了一場迫不得已的決戰。
正面戰場，遼軍在耶律斜軫的統率下，集中了近七萬步騎，漢軍稍少些，也有六萬多人。如果再加上主戰場之外的騎兵對戰，雙方參戰的馬步軍加起來就有近十八萬人了。
為了這場戰役，耶律斜軫算是竭盡全力了，將錦州之戰后積攢征召的能夠作戰的軍隊都投進來了。他并不想做這種賭博式的決定，但是無奈，漢軍的戰刀已然架到脖子上了，不主動求戰，最終只會在趙匡胤的壓迫蠶食中，被困死，擠死。
然而，對趙匡胤而言，你已經出全力了，我還游刃有余。在他的調度下，行營的漢軍，是源源不斷地通過遼河支援而去。
如果有什么是耶律斜軫的重大失誤，那就是戰場選在了遼河之濱，但這也不是他個人意愿所能決定的。
因此，當正面戰場的漢軍突破十萬人之后，遼軍就已經支撐不住了。這一場戰役，前后一共打了十三天，最終形成了一場你中有我，我中有你的混戰，遼軍被迫無奈地深陷其中，難以自拔。
最終，還是漢軍憑借著更為雄厚的兵力，更充足的補給支援，取得了遼河戰役的勝利，遼軍則以完敗告終。
到七月二十八日，敗勢難挽的情況下，遼軍不支而退，這一退，就是潰退。
正面以及輔助戰場，遼軍死傷逾三萬人，被俘一萬多，余者潰逃難計，耶律斜軫最終沒有回遼州，而是直接逃往遼州東面的銀州（鐵嶺），跟隨他的，只剩下兩萬出頭的軍隊，即便加上陸續收容的各路遼軍騎，也不到三萬人。
漢軍這邊，經過這樣一場激烈的大戰，也難免傷亡，不過，得益于更犀利的武器，更優良的防護，再加上是勝利方，傷亡控制得很好，最終也傷亡加起來也不到兩萬，其中，損失最重的也就是曹翰軍，折了一半多。