隋军人少，却是以攻为主。杨义臣命虎贲郎将冯孝慈为先锋猛攻吐谷浑人战力薄弱的侧翼，慕容伏允也不示弱，当即以军中精锐支援侧翼。双方野战一个上午，吐谷浑人兵多，隋军略有不支。
杨义臣见此，乃手持长槊，带领亲兵向前支援。
众将顾念杨义臣的安危，杨义臣大吼道：“今日若败，安得免死。”因此亲率数百人突击而出。
左右将领，无不受其感召，因此纷纷效命。
杨义臣毫不畏死，带领士兵向吐谷浑人发起了决死突击，立刻鼓舞了军中士气。隋军连破吐谷浑军数道防线，杨义臣带领亲兵甚至杀穿了吐谷浑人中军，杀到了离慕容伏允十余步的地方，双方面目清晰可见。
慕容伏允之弟慕容融拼死救援，挡住了隋军的突击队伍，将慕容伏允从火线接了下来。慕容伏允退到阵后，已经看不到杨义臣等人的身影，犹感到心有余悸，久久不能平静······
双方在浩亶水边打了一天一夜，直杀得昏天黑日，山河倒悬。虽然隋军士兵精锐，且装备精良，但常年驰奔于西海草原的吐谷浑的骑兵战斗力也不弱。更兼吐谷浑人知道这一战若败绝无幸免的道理，因此从慕容伏允以下这一次铆足了力气死战，双方竟打得你来我往，不分胜负。
浩亶水边，尸横遍野，血流成河，整个草原都被染成了红色。到处都是战死者的尸体和伤员的哀嚎之声，倒毙的尸体沿着浩亶水往下流去，几乎使得浩亶水断流。
杨义臣知道援军一定会尽快赶到，因此虽然压力颇大，但打得不慌不忙，也不畏惧伤亡。而慕容伏允却没有这个底气，再和隋军僵持下去，他就再也不能走脱了。现在破围而出的想法已经失败，唯剩下弃卒保车。
一日之后，慕容伏允选择留一部坚守阻击，其自率主力撤退。
于此同时，黄明远所部主力也赶到了战场附近，对慕容伏允部发起了攻击。实际上杨义臣派人向黄明远送信的时候，黄明远离着杨义臣不过百余里，因此得到吐谷浑人的消息之后，大喜过望的黄明远立刻命荆元恒率领八千骑兵不计伤亡的赶往战场支援杨义臣，然后自率大部队跟随。
事实证明，慕容伏允在此消耗的两天成了其败亡的最重要原因。荆元恒的主力骑兵马不停蹄的狂奔，一日前进了一百四十里，在慕容伏允撤退之时赶到了主战场，并向对方发起了攻击。
早就士气低落的吐谷浑士兵在看到隋军援军的那一刻，心中最后一口气也落了。因此面对攻击，立刻四散崩溃。
至此，慕容伏允部兵败如山倒，慕容伏允再无力与隋军对抗。
狼狈逃命的慕容伏允只得以大将梁屈葱率部断后，自率残余部队向西南逃命。而赶来的黄明远与杨义臣兵和一处，对其紧追不舍。
梁屈葱算是慕容伏允真正的忠臣，在最后关头并没有抛弃慕容伏允，而是选择为其牺牲。被三面包围的梁屈葱且战且退，激战三十多里，最后还是不敌隋军，数千部队只剩百余人，梁屈葱仍死战不退。最后为黄明远所部生俘，其部全军覆没。
这一场大决战隋军歼敌近四万人，一举击溃慕容伏允主力部队，消灭了大量吐谷浑的有生力量，彻底打断了吐谷浑人的脊梁。