北周军以步兵在前，上山逆战。段韶且战且退，引诱他们前进，等北周兵筋疲力尽，然后下马还击。北周军大败，一时瓦解，投坠溪谷，死者甚众。
兰陵王高长恭以五百骑突入北周军，杀到金墉城下。城上人不认识他，高长恭脱下头盔，让守军看到自己的脸，城上守军才缒下弩手支援。北周军在城下的也解围遁去，抛弃军营帐幕，从邙山到穀水，三十里中，军资器械，堆满川泽。唯独齐公宇文宪、同州刺史达奚武及庸忠公王雄在后，勒兵拒战。
王雄驰马冲击斛律光军阵，斛律光退走，王雄追击。斛律光左右都跑散了，只剩下一个家奴、一支箭。王雄手按长槊，并不刺出，在离斛律光不过一丈的地方大喊：“我爱惜你，不杀你，要生擒你去见天子。”斛律光回身一箭，正中王雄额头，王雄抱马而逃，到军营中后去世。北周军中更加恐惧。
北周齐公宇文宪到各营视察鼓励，军心稍微小安。到了夜里，重新集结，宇文宪想要明日再战。达奚武说：“洛阳军心已散，人情震骇，如不乘夜速还，明天想回也回不去了。我在军中时间久了，各种形势都见过。你还是少年，没经过多少事，岂可以数营士卒委之于虎口!”于是撤退。权景宣也放弃豫州撤走。
十二月十三日，北齐主高湛抵达洛阳。十二月十五日，高湛任命段韶为太宰，斛律光为太尉，兰陵王高长恭为尚书令。十二月十八日，高湛前往虎牢，于是从滑台前往黎阳，十二月二十二日，返回邺城。