再说回曹操这边，当他得知东军再次出营时，已是近半个时辰后。斥候的报告让他大吃一惊，不由坐起身再三确认，见消息准确无误，他嘴角不觉得浮出一丝微笑，一面挥手让人召开军议，一面思考接下来的战事，自言自语道：“我还准备后日再约战，不料他们竟主动送上门哩！”
东营中顿时一片鸣鼓击锣，全军将士从睡梦中迷蒙醒来，而后被告知火速饮食整备，好迎战西军。在此期间，曹操与帐中幕僚们也一面用膳，一面商议。 众将得知东人故技重施，也与曹操做一般反应，皆喜上眉梢，纷纷请战。曹真说：“若还是如上次合战，文瀛湖地势开阔平坦，极适合跑马厮杀，只要两军拉开阵势对冲，我军士气和人马都占了上风，还能不胜吗？”
夏侯尚质疑道：“西人中也不乏智者，怎么会不懂这个道理？元帅，我看其中颇有蹊跷。”
此言颇受荀彧沮授赞同，但至于有何设计，却也无人能说。曹操沉吟道：“无论如何，我军既得敌情，只要做好准备，以不变应万变，又有何可惧？”
于是整军出营列阵，同时继续派斥候打探消息。出乎东人意料的是，斥候的往返竟花了小半个时辰，远较往常为久。等再次得报的时候，东军才终于知晓，西军竟率众向北，忽然往白登山方向去了。 事到如今，东军诸将哪能不明白，西军是打了个虚晃一枪：前来迎战是假，突袭鲜卑是真。曹操不禁对荀彧笑道：“好啊，看来是庭坚出的计策，他怕是以为，我会如数日前的白虏一样，坐观不救啊！”
此时天色尚昏，但东面已经出现了鲜红的霞光，将西面的苍穹染成深沉的紫色，落在北面奇伟的山影上，好似有巨人在依依回望。望着这壮观的景象，曹操顿时下定了率兵接战的决心，转而对众人道：“轲比能虽有愧于我，我却不能不依约而行。只要能南北夹击，令其无路可逃，西贼覆灭，就在近日了！”
于是大军如群山而行。他们初时走得极快，但随着越靠近北方，平坦的旷野逐渐变得起伏不定，坚硬的山石不时破出土壤，松树林也逐渐增多。不知什么时候开始，东人的脚下已遍布枯绿的松针，眼前也逐渐被黄绿的针叶遮住视线，东风吹来时，士卒们只觉头顶脚下，尽是“沙沙”的脆响，好似有无数魂灵萦绕一样。等他们间或从林子中探出头来，这才恍然发现，原先如影子般朦胧的山麓，此刻已化作险峻的陡坡了。 旭日东升，最前列的侦骑穿过一处坡底后，视线逐渐开阔，发现道路尽头处便是白登山主脉的尾巴，虽然此处山体高不过十余丈，但坡度却说不上平缓，而在坡顶之上，正可以看见西人插上的赤旗。 坡顶往南是一处杂有树林的断崖，形成了对侧翼的天然屏护。而从坡顶往北面平展，山势一路走高，而在最高处，可见一条数丈高的旗盖凌空而立，红底白色義字大旗迎空而立。密如蚁集正在高坡上列队，矟戟如林而立，亦随山势绵延不绝，直至山林不可见处。而在他们之前，多有断壑深沟，沟对面是高低起伏的土丘，丘坡间时而露出森严的岩石，如人之白骨。 曹操得报后，亲自去观察地势，心中也自然流露出一丝焦虑，他对夏侯渊叹道：“鲜卑人不懂阵法，竟把这等地利让出来了。”
但随即又笑说：“不过西贼大部列阵在此处，轲比能那边但也不用太过担心。”
两军既然已近在咫尺，曹操也没有就此撤军的打算，而是就在山脚处列阵整军。曹操的布置如下：以沮授、夏侯渊领三万骑军为前锋，淳于琼、袁遗、于禁领两万步骑为左翼，审配、高干、魏种领两万步骑为右翼，自率九万步军为中军，下辖曹纯、韩浩、田畴、乐进、李典、李整、赵俨、满宠、李通、鲜于辅、文稷、臧霸、胡质、文丑、眭元进共十五部，又以鲍信、夏侯惇、麹义领后军，下辖二万步骑，作为全军预备队。阵势亦是沿着山岭走势，自南向北一字排开。 此时天已大亮，东人铁骑缓缓而行，而马蹄踏击大地的声音仍如闷鼓轰鸣。晨露刚过，地面野草带着的湿气还没有完全干，所以没有浩荡飘扬的尘雾。西人得以借着朝阳的光晖，看清东人无穷无尽有如浪涌般的骑队，就好像大海的波涛在白登山之下激荡，一道接着一道绵延不绝，煞是惊人。骑兵后面的步军矟戟更如排云般缓缓移动而来，黄黑色旗帜招摇其间，旗帜和矟戟之下，是一片片亮闪闪的金属光芒，更如四日前一般射目夺魄，令人炫目难明。 而在陈冲身边的学生们，几乎不约而同地想到：“当年高祖与冒顿对峙此地，也是这般情景吗？”
自然没人可以回答，但是士卒们都望见霞光中旗帜下的陈冲身影，他站在一块山巅白石之上，身姿挺拔如松，双目聚精会神地观望着东军的布阵。这种场景使他们感受到了一股难以言喻的信念，让他们得以从这种压抑的氛围之中缓缓舒缓过来。 东军各部还未完全列阵完毕，先抵达了位置的将领但已等不及了，他们受了上次麹义陷阵之鼓舞，便想纷纷效仿，派使者到帅帐下请战。曹操却想：“这里的地形如此局促逼仄，骑兵能施展得开吗？前年相山血战，不就是在山中大受折损吗？”
他便带了幕僚到北面一高处的树林边张望敌情。幕僚们都说，贼阵严密，骑兵冲击无回旋余地。许攸建议说：“不如分骑兵去平城东郊，烧起营垒辎重，我等将其困死山上，贼无退路，必死无疑。”
曹操摇头说：“刘备陈冲都不是怯战之人，分骑兵出去，他们必下山击我，这就胜负难料了。今日的势头，对贼对我，都没法避战了。”
还有一个理由，曹操并未说出：到了这个时候，轲比能居然还未向自己派出使者求援，那北面的情形之艰难已无需再说，想要将其救下怕是做不到了。但在其部完全溃败之前，尚能牵制住大量的西人精锐，这便是自己分而击破的难得战机。 曹操下定决心后，先令夏侯渊带三千重骑冲西军之右翼，做试探进攻。若能撕开西人防线，则出骑兵继之，否则就下马与西人步战。 西人的左翼有断崖与沟堑屏护，东朝骑兵不能做侧翼的迂回，只能从正面冲击他们的阵线。随着动人心魄的进军战鼓擂起，东人的前军开始松动，一拨拨的骑士拨马出阵，策动蒙甲的铁马向前冲锋。 每一拨人马大约有数十骑，由于正面不能展开，共需要数十拨之多。每一拨开始都在勒速慢跑，待靠近敌阵之后才抖动缰绳前冲。开始的时候，每一拨还基本能保持在同一条线上，但地面起伏不平，更有坑坑洼洼的地方需要闪避，于是到了中途，东人都成了散乱的队形。但即便这样，地面铁骑踏地之声仍如山岳战栗，马蹄翻起的草皮和烂泥纷纷扬扬弹起，一股秋草的湿气随着沉闷的踏地声扑鼻而来。 两军靠得很近，这样在最后一拨发出不久，前面的已经进入了西人的射箭范围。但西人并没有急于射箭，前拒的那些久经战阵的老兵排在最前面，他们密集地靠在一起，前后数排都把长矟向前伸出。寒光闪闪的矟尖一层层地举起，就像地里长出了铁制的荆棘，矟尖寒光茫茫，令人不寒而栗。最前面的东人只得在长矟森林前勒住马，准备抽出弓箭回击。 但到了这个时候，由于地势陡峭，极多东人都没能稳住身形，一时间前列秩序大乱。西人的督将们见状，立刻发出沙哑的吼声，持矟的西人竟朝前冲出去，一下子下坡冲到东人几乎静止的骑队面前，疯狂地用长矟朝他们乱刺。趁此机会，后排的西人都搭箭抬起弓，瞄准马上高大的目标射箭。 在前排的东人骑士虽然也尽力拿起长矟同西人对刺，但毕竟在数量和灵活方面远远落在了下风，双方矟杆之间互相顶撞排挤，噼噼啪啪对撞连虎口很难握稳矟杆，而飞来的箭羽则在挥舞的长矟上下之间穿梭。此时也只有不怕死的人才敢迎着扑来的长矟和飞箭仍挺身刺敌，否则连睁眼都会感觉到困难，罔论厮杀了。 很快地，在前排的东人不论人和马，都逐渐被刺死刺伤。只是西人担心阵型混乱，没有爬过人和马的尸体继续追杀。 但就在西人举着长矟准备向后退回军阵的时候，一些勇敢的东人骑士，他们不顾身上插满了箭头，依靠日久积累的骑术，猛地催动战马，向前腾空跃起厮杀。不断有东人策马跳跃西人前排的长矟阵，他们起起落落的身影，就像潮浪一般不知停歇。有的砸落在西人步兵的身上，连人带马倒在一起；有的则来不及奔起来，就落在长矟森林上，噗地一声刺穿了马肚皮；但少数幸运的人，他们从步兵间的空隙处飞身跃过，一下子就跳到了西人的军阵之中，引起了一片哗然。 可惜，这点混乱不足以动摇西人右翼的军阵，他们四周都是满眼血腥的老兵，马匹连转身的机会都很困难，面对四处伸过来的长矟，马上的骑士甚至不知道该往何处迎击才好。以至于最后，这些东人都很惨烈的死去了，头颅被西人割下来请功。