赵厚虽然想用攻城槌攻打北城门，但毕竟呼延通才是主将，最终还是执行呼延通的方案，呼延庆亲自率领一万两千军队借着夜色掩护，绕到北面官道埋伏起来。
赵厚则负责佯攻南城，次日上午，战鼓声轰隆隆敲响，五千名宋军弓弩手冲上前，用密集的箭矢压制住城头士兵，另外，有两千士兵扛着连夜编制的一百多架木排，这种木排上面钉上木块，就可以用来攀城。
摆出了准备大举进攻的架势，令城头上的士兵心惊胆战，这时，一千名投掷手在弓弩手的掩护，飞奔上前，将一只只燃烧的薄皮小土罐抛上城头，这种小土罐装了三斤火油，外面涂了一层火油已经被点燃，被投掷手们奋力抛上城头。
一只只火罐扔上城头上，随即摔碎破裂，火油四溢，被碎片上的火焰点燃，城头上立刻出现了一千处火点，火油罐接二连三的抛上城头，原本零散的火点渐渐连成一片，城头黑烟滚滚，烈火肆虐。
呼延通是用常识来判断敌军的意图，如果敌军重视霍邑县，要守住霍邑县，那么一定会扩建霍邑，打造一座坚城，然后放置大量军队驻扎，这种情况下，城池比军队重要。
相反，如果县城破旧矮小，也不愿意花费财力和精力重建，驻军也不多，这种情况就是典型的军队比城池重要。
霍邑就是属于后者，他们的军队比城池重要，因为后面还有更重要的阳凉南关和雀鼠谷，需要更多军队把守。
士兵们纷纷撤下南城，想到宋军的攻城梯，城内的守军都意识到，南城头已经失守，县城眼看保不住了，主将王沛当即下令向北撤退。
北城门开启，五千军队疾速向北撤离，但撤出不到十里，只听一声鼓响，一万两千宋军从官道两边杀出，将敌军冲散得七零八落，宋军齐声大喊，“汉人不杀汉人，投降者可免死！”
此时，协从军士兵已无心恋战，眼看宋军声势浩大，他们又中了埋伏，吓得双股战栗，听见宋军大喊，他们纷纷跪地投降。
主将王沛拨马奔跑，却迎面遇到了呼延通，呼延通抢到一匹敌军的战马，翻身上马，举枪便向王沛刺来，王沛心慌意乱，举枪格挡，一心夺路逃命。
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