從前方的沖天濃煙和火光，吳階便判斷出，神岔溝山谷的南出口一定被陳慶封鎖了，他也不再追擊，而是率軍封鎖了北入口，山谷的北入口要比南出口寬得多，接近半里的寬度。
這裡原本林木茂盛，但現在所有樹木都被金兵砍伐一空，露出一個光禿禿的峽谷口。
吳階索性將一千架牀弩和三千弩兵都部署在谷口，嚴防女真人又退回大散關，從西谷撤退。
就在吳階剛剛部署完成，他接到前鋒斥候消息，一支三千人的女真騎兵隊正向北出口疾速殺來，其實無需稟報，吳階已經聽到了激烈的馬蹄聲，距離他們已經不到一里的路程。
“弓弩準備！”
吳階大喊一聲，一千架牀弩和三千弓弩手已嚴陣以待，後面還有一萬長矛軍，即使騎兵衝破弓弩防線，也無法衝破厚實的長矛大陣。
女真騎兵已經殺到百步外，月光下，可以看見他們猙獰的面孔，暴烈的戰馬如黑色海潮一般涌來，驚雷般的馬蹄聲，這種驚天動地的氣勢讓所有宋軍士兵都摒住了呼吸。
這是女真騎兵最擅長的衝陣突擊，用這種勢不可擋的殺氣震懾敵軍，衝破敵軍的一切防線，當年完顏阿骨打就是率領一萬女真騎兵衝破了數十萬遼軍的大陣。
只有五十步了，吳階大吼一聲，“射！”
三百架牀弩率先發射，一千五百支寒鴉箭強勁地射向迎面衝來的女真騎兵，一片片敵軍人仰馬翻，栽倒數十步外，緊接着第二輪寒鴉箭發射，箭如疾雨，後面的戰馬和騎兵慘叫着撲倒，強大的鐵箭無堅不摧，女真人盔甲抵擋不住這樣的鐵箭穿透，瞬間傷亡超過千人。
隨即第三排四百架牀弩發射，兩千支寒鴉鐵箭向後方的騎兵怒射而去。
這種三段射由陳慶率先推出，西軍將領們都發現它的陣型優勢，可以最大效果發揮箭矢的殺傷力，可以不間斷地打擊敵軍，大將們紛紛效仿，吳階也將這種三段射的精髓發揮得淋漓盡致。
不僅一千架牀弩分三段發射，三千弩手也同樣三段發射，弩手也開始發威了，一千支弩箭強勁射出，如黑壓壓的蝗蟲一般撲向敵軍。
三千弓弩手是爲了給牀弩重現上弦爭取時間，待三千弓弩手射完，牀弩再度發威.......
傷亡大半的女真騎兵膽寒了，‘嗚——’士兵吹響了撤退的號角，丟下近兩千具屍體，剩下的騎兵調轉馬頭倉惶奔逃。
試探北出口的三千騎兵是完顏兀朮的親衛，是唯一還有戰鬥力的騎兵，只要這支騎兵突破的北入口，宋軍必然會倉惶北撤，說不定還能把北面宋軍一網打盡。
但這支唯一還有戰鬥力騎兵也以失敗告終，完顏兀朮完全絕望了，他當即下令大軍向牛首輔方向撤退，牛首輔地勢低窪，道路狹窄，亂石嶙峋，之前它是一片絕地，數萬金兵曾經葬身於牛首輔。
時隔一年，還能看見去年陣亡金兵留下的破爛盔甲、皮靴和折斷的兵器，還有不少宋軍沒有收走焚燒的屍體，變成一具具白骨，躺在山溝裡，讓金兵心驚膽戰。
就在這時，身後傳來激烈的戰鼓聲，宋軍追來了，數萬金兵驚慌失措，爭先恐後逃命，無數士兵連人帶馬墜入旁邊的深谷，慘叫聲不斷，還有很多士兵被推翻在地，被戰馬踐踏，骨斷筋折慘死，短短二十里的山路，便有數千金兵死在路上。
這時，吳階率領宋軍從後面追殺而來，金兵此時軍心崩潰，士氣喪盡，所有人都在爭先恐後逃命，就連完顏兀朮也搶在前面，帶着受傷的長子，在一千親衛的簇擁下打馬逃命，把其他士兵全部扔掉了，所以說，牛首輔是金兵的地獄，這話一點不假，數萬金兵被宋軍在後面殺得死屍堆積如山，投降者不計其數。
只有不到一萬人逃脫了宋軍的追擊。
一萬多金兵進入開闊地帶，這裡是盆地，周圍都是高山峭壁，中間是一片方圓數裡的窪地，向南面翻過一座不算陡峭的山巒，就進入了低緩的丘陵地帶，再向北就是渭河。
但問題就出在這座不算陡峭的山巒上，士兵可以翻越過去，但戰馬卻過不去，士兵只能丟下戰馬，徒步翻山。
完顏兀朮爲了戰備需要，幾個月前命令數萬協從軍士兵鑿山開道，鑿出了一條狹窄的山道，可以勉強行走戰馬。
這條原本是用來戰備的狹路，現在卻變成了金兵唯一的救命之道。
完顏兀朮率軍衝上了山道，牽着戰馬盤山而上，山道狹窄，只能容兩名騎兵並肩前行，很快，山道下排起了長長的隊伍。
一個多時辰後，完顏兀朮和他的一千多名手下翻過了大山，向平緩的山下衝去。
讓完顏兀朮長長鬆了口氣，終於逃脫了一劫。
就在這時，前方忽然響起戰鼓聲，一支騎兵從數裡外的一條山谷內殺了出去，爲首大將正是陳慶，他也是剛剛率軍趕到，正好遇到了完顏兀朮的隊伍。
“都元帥別來無恙，陳慶已在此等候多時！”
陳慶一揮方天畫戟，攔住完顏兀朮的去路，完顏兀朮第一次見到陳慶，驚得他膽寒心裂，心中暗暗叫苦。
這時，完顏阿盧樸大吼一聲，舞動狼牙棒向陳慶衝去。
完顏兀朮抓住機會，急催馬向東狂奔，長子完顏孛迭和一千騎兵緊隨其後，楊元清率領一千騎兵衝上去攔截完顏兀朮，楊再興則率另一千騎兵攔截翻山過的金兵。
陳慶和完顏阿盧撲戰不到兩個回合，一戟刺死了完顏阿盧撲的戰馬，完顏阿盧撲連人帶馬撲倒在地。
“綁了！”
陳慶喝令一聲，一轉頭，見完顏兀朮已奔出數百步遠，他立刻調馬向完顏兀朮追去。
完顏兀朮武藝極爲高強，殺開了一條血路，帶領兒子衝出宋軍包圍，落荒而逃，陳慶眼看追不上，抽出一支箭，張弓便是一箭。
箭如流星，直取完顏兀朮後頸，完顏兀朮聽到腦後風聲，身體一閃，躲開了要害。
‘噗！’
這一箭正中完顏兀朮左肩，完顏兀朮慘叫一聲，身體晃了晃，險些落馬，數十名親兵拼命護衛着完顏兀朮，狂奔逃命，漸漸地遠去了。
剩下的一千多名親兵無心戀戰，拼命逃命，除了極少數逃脫，死其餘全部被陳慶的軍隊殺死，丟下滿地的屍體。
這也是陳慶和吳階一個很大不同，陳慶對女真士兵從不留戰俘，一向趕盡殺絕，除非是完顏阿盧樸這樣的高級將領。
但吳階就會受降，他不主張趕盡殺絕，留一條路能使金兵更快的放棄抵抗。
困在山上還有八千多金兵，前進不能，後退不得，此時天空下起了小雨，春寒料峭，金兵又冷又餓，士兵們低迷惶惶不安。
吳階軍隊已經殺到，他派人向金兵喊話，可以接受投降，投降者不殺，將來可以遣返回金國。
困在山道上八千金兵畏懼陳慶的殺戮，紛紛放下武器向吳階投降。
至今，參加大散關之戰的十五萬金兵全軍覆滅，投降者兩萬餘人，包括金國宗室完顏阿盧樸在內的七名萬夫長被俘。
大散關一戰震驚天下，朝廷歡欣鼓舞，龍顏大悅，天子趙構以飛鷹傳信方式送來手諭，加封爲吳階爲漢中節度使，晉升爲正侍大夫，賜南鄭縣侯。
陳慶外圍激戰有功，加封爲統制，晉升爲武略大夫，賜成紀縣子爵。
其餘將領待正式詔書下來後皆有封賞。