第二天一早，大军便再次开拔，行至傍晚，已逼近陕县，此时双方斥候已经历数次短兵相接，说明牛辅也知道汉军行径范围
这是大军刚好来到一处山谷，只见此山谷不算陡峭，断面甚至可供人攀爬，树木还算茂盛，作为伏击之地，算是不错，徐荣看到后就对皇甫嵩建议道，“皇甫将军，末将认为此处可作为埋伏之处”
“沿途看来，也就此处有伏击之利，不过敌军说不定也这么想。来人，速去打探此山谷是否有敌军埋伏，命令我军在山谷外等候消息”，皇甫嵩安排完，又向荀攸问道，“军师认为此地如何？”
荀攸回答道，“埋伏之利在于出其不意，此山谷突兀，明眼人一看便知，此非无用。在下认为我军可在山谷外埋伏，敌军若追击，必会追至山谷前而返，我军正好从中杀出”
“可是山谷外不外乎小土坡，小树林，难有隐蔽之效”，皇甫嵩疑虑道
荀攸笑着解释道，“此山谷就是极好的障眼法，敌军注意力必定在于山谷，不会想到我军早先一步，埋伏在外，正好出其不意”
皇甫嵩听完大加赞赏，“军师妙计，等我军通过山谷，便在谷外埋伏”
不多时，一名小将便上前来报，“禀告主帅，山谷上无人埋伏”
“好，传令下去，大军速速通过山谷”，皇甫嵩命令道
大军快速通过山谷后，皇甫嵩和吕布就各自在山谷两侧埋伏，徐荣则带着三千兵马赶往陕县城外诱敌
徐荣率军来到陕县城外不远处，安邑军刚好可以在城墙上看到徐荣前来，徐荣派出斥候在附近戒备，防止敌军骑兵突然冲出，来不及反应，同时命令众人保持注意力，随时准备后撤
布置完毕，徐荣军便开始装模作样地扎营，士兵们迅速打起主帐，待徐荣进去休息后，便开始懒散开来，有的人心不在焉布防，有的人慢慢悠悠扎营，更有甚者直接坐地休息
坐在主帐内等待的徐荣静静听着，心里也是没谱，这么明显的诱敌之计能成功吗？随着一阵嘈杂，徐荣忐忑的心终于放了下来，斥候回报，牛辅亲自率骑兵突击，且人数不少。得到消息后，徐荣命令做好撤退准备，等到敌军靠近，一阵稀稀落落的散射和毫无力度的抵抗后，全军便开始后撤
这一阵散射几乎没有对牛辅军造成什么伤害，有一副将就建议牛辅说，“将军，徐元兴未战先退，定是诱敌之计，将军别追了”
牛辅不以为然，“就算是诱敌之计又如何，本帅就要他徐元兴假败便真败，命令全军时刻注意四周情况，别让徐元兴跑了，追！”
一路上徐荣命令骑兵不断回射，步兵则要求尽量往两侧树林隐藏，既可拖延敌军，也可配合大军回追时，阻击牛辅，残酷的说，这些步兵就像鱼钩上的饵，有没有机会等到大军回追，全看天命了
徐荣领着骑兵径直奔向山谷，牛辅见周围许久未出伏兵，更觉得自己决定无误，加上尝到了点甜头，对徐荣更是紧咬不放。双方在相互追赶中，不知不觉接近了山谷，牛辅也追上了徐荣后部，一时间双方的小冲突爆发开来
刚才的副将见徐荣即将进入山谷，再次建议牛辅，“将军，山谷内必定有诈，不可再追了”
牛辅也不是酒囊饭袋，毕竟是领兵打仗过的人，“本帅知道，这种雕虫小技焉能不知，命令全军不得追入山谷”
得到命令后，牛辅军看到徐荣进入山谷，也就不再追赶，兴致所然的掉头，准备回城。谁知刚一放松，突然鼓声大作，吕布和皇甫嵩各自率领人马从两侧杀出，牛辅完全没想到汉军竟然在这埋伏，一时间仓促应战，徐荣听到声响，也从谷内重新杀出，三路夹击牛辅
牛辅军本就所料不足，加上吕布骁勇异常，手下无一合之将，连斩数名悍将，杀得牛辅军心惊胆战，节节败退，眼看牛辅就要葬身于此，就在此时，城内又杀出一人前来接应，来人黄发蓝眼，一看便是异人，只见他亦是武艺超群，带人死死抵住吕布，一时间杀的难分难解
虽然遭受雷霆一击，但随着援军加入，牛辅军很快重整阵型，奋起反抗，凉州军不愧是当世强兵，原本掌握优势的汉军，打着打着，优势变成了均势，牛辅军阵型严密，步步后退，相互配合，要想杀掉牛辅军，已不像原先那么容易。左侧的吕布仗着自己勇武和并州军的强悍，依然对牛辅保持着高压状态，而右侧的皇甫嵩由于私兵缺乏训练，战斗力不足，先前借突袭之威稍占上风，此时已被牛辅军反守为攻，再打下去恐怕要两败俱伤。
牛辅整合援军后，便开始有计划的撤退，皇甫嵩亦知再纠缠下去，也再难有收获，而且牛辅回路未死，已无力拦住牛辅回城，双方只好心照不宣的各自收兵，这场意料之外的遭遇战就此收场
