正如邓芝所想，麴义部溃退之后，败势接连影响到前来救援的刘宣、张绣等部。还未等到西人列阵迎敌，东人的虎豹骑、虎士、大戟士等精锐，顿如毒蛇一般，成几条列队迅速地穿透进散乱的西人军阵之中。
由于猝不及防，加之队形散乱无章，西人正挡东人冲入方向者，无不望风惊溃，避开敌人向两旁躲闪。这使得蹈阵的魏汉骑兵，几乎没有遇到什么抵抗，就从南自北穿越西军前阵而出，从而抵达了他们的后背。
连东人骑士都非常诧异，自己人居然毫发无损。魏汉青州刺史李整对身边的骑将说：“冲过羊群还要留一身膻呢，今日若不能大破西贼，他日若提起被一群鼠辈击败，有何面目活于天地之间呢？”于是取出三支穿甲箭叼在嘴里，左手持弓，右手提矛，重又飞驰入阵。
东人骑兵的大队也朝左右分开，勒马回旋过来，然后再次入阵，朝东或者朝南北两个侧面冲杀，他们似虎狼狂奔，左右横行，用弓失射马和骑手，用长矟和斫刀击杀步卒。箭失纷飞如雨，又好似秋日落叶，彷似漫无目标随风而至，在各个方向飞来飞去。以至于有些东人自己的马和骑兵，也在这样不长眼乱箭纷飞的世界里中箭而亡。
西人前来对敌诸将，除了匈奴左日逐王刘宣率匈奴轻骑追敌在前，相隔悬远之外，张绣、杨秋、皇甫丽、公孙瓒都留在后面，趁东人第二次入围冲杀过去，还没有回来之际，他们见麴义已率先脱离，夺桥毫无希望，当即都在亲随扈从簇拥下，拨马朝西飞奔而走。
而刘宣所部一直追击在前，如今被东人左右轮攻，渐渐陷入四周皆敌之境况。
但纵使眼前东骑如云，他却面色不变，依旧手持马鞭，令众人朝前冲打。但一些久经战阵的督将，却察觉出了形势不妙。石部羯胡首领石桑就在刘宣身边，连忙谏止刘宣说：“我年岁大了，打仗的事见得太多了。如今远远近近，围骑不下十重，我们近处的人虽然还多，但左右后面都没见到有救援，可见他们不是被打散了，就是逃走了。我们若是苦战抵抗，就会吸引更多敌骑来围攻，抵抗得越急，死得就越快！殿下，还是趁现在方位尚清，败势未及我军，赶快朝后面冲出去吧！”
刘宣知道石桑说得有理，但他仍不愿走，反而说道：“眼下诸部皆乱，唯有我部尚整，此前诸战，我部皆未建功，反而连败，已多为他部嘲笑，此时不战而走，岂非是永无出头之日？如今大将军与龙首正在身后整军，我等拖得一时，便是一时，休叫他人看轻！”
于是其部仍逆流而上，在前锋处与东人交战。过得几刻，东人发现有人抵抗，当即调来一队虎豹骑冲杀。这队虎豹骑由曹洪率领，从正面绕过他们的阻挠，沿着交锋面朝侧面飞驰，突然拨转马头，从一群持弓失的西人步卒中间穿过，迅速将他们驱散，一下子出现在刘宣和他的左右亲随面前。
众人再想调马而走，此刻却来不及了。交战双方的马头马尾纠缠在了一起，马上的人都抡起手中的武器朝够得着的敌人击出去。刘宣看见竟在迟尺的东人挥舞斫刀噼来，只能本能地举起右手格挡。因为事发突然，以至于被砍掉的右臂掉下来，他仍然没有感觉到疼痛。他想扭头朝身后望，嘴里都囔着自己幼弟刘豹的名字。但在此乱军之中，也很难知道亲人身在何处，是否还活着了。等到敌人无情的斫刀噼到他的脸上，噼开了他右边脸颊，向上一直贯穿了右眼，刘宣才从马上栽落了下去。
刘宣既死，汉军在前线最后的抵抗也烟消云散。西人的败退终于一溃到底，往祖水边涌去。但这到底也给陈冲争取到极关键的时间，等虎豹骑们试图把溃卒们往水里驱赶的时候，也惊讶地发现，一部分建制完整的西军出现在南面的禹王山上，一面以长弓和弩机居高临下地往东人射击，一面又派出骑兵包抄袭扰，东人在追击的过程中，也拉散了阵线，没法对山上的西军做出有效的反击，稍作尝试之后，领军的曹洪便决定回撤，先稳固现有的胜利果实。
回到浮桥的路上，四处可见倒地的尸体，虽然死者样貌上难以分辨，但他可以轻易地分辨出来：已经开始发冷的是东人，还留有余温的便是西人；倒向东边的是东人，倒向西边的是西人。这样的场景不由让他感到荒诞，上午眼看大胜的，下午转瞬便遭敌反逐，或许这就是为什么有人说，获胜只需五分便足够的缘由吧！
这个时候，东人的中军便在沂水北岸休息。而此前率军败退与西人脱离战斗的审配所部，也逐渐率军过来相会，因为此前几乎把辎重和战甲丢得精光，现在这些疲累的士卒们正在援军帮助下分食和饮水。而在中军散步的广大区域间，遍布着精疲力竭的军士，层层叠叠的尸体，散乱委弃的甲骑铠仗，还有近万的西军战俘，一时之间无法集中。
奋武大将军沮授、安武大将军审配等将过来稍得休息，正与曹操议论接下来的进退。
其中审配说道：“西贼这一败退，恐怕今日也无力再战了，只是我部中败退数十里，也难以追击，若要出兵乘胜，只有看元帅的中军了。”
曹仁说：“安武这么说，也是高看我们了，收到安武的求援信，我军昨夜露宿休息，今日又兼程六十里，将士的精力恐也竭尽了，《左传》云：‘一鼓作气’，我等若是继续追击，怕也会遭到西贼一般的败景吧。”
此时曹洪到来，听到这里，也颇为认同，对众人说道：“南面山上仍有西贼不乱，颇有战力，不可小觑。”
曹操点着头，但没有回答。他想：“审配诸将已丧胆，建制也乱，眼下想用是不可能了，但我中军尚可堪用。如今刘备西撤还要渡河，我若是派人趁机驱赶，能否再胜一阵？”但他随即又想到曹洪所言，继而想到，“此战有庭坚在，他作战历来谨慎，我若追击，又是否会中了他的计策？”
按常理来说，此时他当询问随军的军师祭酒郭嘉，但郭嘉在临淄时染上了疫病无法同行，此时只得曹操自己拿意见。正犹豫不决的时候，忽然有一个青年人上前说道：“元帅何必迟疑？这时正是必追的时刻，乘胜尚不追败兵，天下将如何视之？”
曹操闻言一愣，转眼看去，正见那青年是司马防之子司马懿，此时不过是随军的一个参事。但他双目炯炯，即使在众人注视也毫不怯场，反而愈发从容地说道：“贼军所据山岭，不过战场一隅，并不影响全局。而西贼大败之下，必定要渡河缓走，元帅派轻骑从后一迫，淹也把他们淹死了，有什么可怕的？便是贼军有序，也不要让他们走得轻松，否则元帅声威所在，岂不叫人小觑了？”
这番话正说在曹操心坎里，他非常满意，转而又对众将说：“仲达说得有意思，你们如何看？”
众将如何不明白他已下定决心，纷纷上前请战。曹操便令长子曹昂，带曹安民、曹洪、路招、车胃、蔡杨诸将先行西进牵制，自己则与曹仁、鲍信、张郃等部随后压上。
而在另一边，西人溃兵们也确如司马懿所言，开始如来时一样徒步过河，刘备本阵则在河畔稍作整顿，并清理各部之间的损失。而陈冲则领着尚且完整的万余部众在战场东南面来回游弋，试图依靠禹王山威胁前来的东人。
等到东人的攻势暂时停止，陈冲稍稍松了一口气，但也不敢放松，他一面去联络刘备，建议他挑选精卒殿后，一面则又派出斥候，再去打探不远处东人的动向。
陈冲面色高密如云，但他深知这是关乎全局的关键时刻，心中焦急万分。他对身旁的几名学生说：“若东人不攻，今日不过是平局；若东人攻我，说不得还算小胜；但他们若看穿布置，执意攻北，就坏了大事！”
未久，刘备派人前来回信，说眼下建制依旧混乱，除去自己麾下还有六千余人能战外，其余各部短时间内仍然无法分明，恐怕今日只能撤军再看。至于随军的很多辎重，如今都聚在中军，但眼下没有时间拉走。仔细想想，也唯有扔在河边烧了，不留给东人吧。
陈冲麾下众人听闻，都不由大为沮丧。毕竟一战之下，不止损兵折将，连辎重都难以保全，再联想到大战以来，还未与东军正面合战胜过一次，如何不叫人对未来战事胆寒？
然而庞统和诸葛亮听闻这个消息，却都生出主意，同时上前请命道：“老师，可予我五百人向北，我定令东人退兵！”