德政、黄子英欲罢不能，只得亲率精锐二百骑，调整战术，不理会步兵的纠缠，全力撕裂邢军阵型，向外围摆出钳形攻势，聚集其他兵马，合围段思廉。这一手果然击中了邢军要害，被打乱的防线无法阻挡叛军有力的攻势，不得不逐渐退却。
战场上风云突变，形势迫在眉睫，高君雅见势不妙，待要下令退却。段思廉喝道：“全城安危系于我等，岂容畏葸而退？”便拔刀在手，亲率中军卫队和部曲将士五十多人，奋力迎击上去。张德政领兵敌住段思廉，黄子英率部直取高君雅。叛军数百骑兵相继突破官军主阵，重新聚集，在局部上对邢军形成了绝对优势。段思廉、高君雅奋力苦战，身边亲兵越打越少，渐渐不支。
就在局面危殆之际，西北、东北两个方向突然杀声四起，奋力突破了两翼阻击的窦琮、姜宝谊各领百余骑，从叛军后方杀来。已现败象的左骁卫步兵见援军来到，士气复振，趁机配合援军大举反攻，并逐渐向后方的主将靠拢。张德政、黄子英见后路被抄，不敢恋战，只得果断放弃进攻，收拢各部全速北撤，直奔赤塘关。段思廉不顾高君雅劝阻，率领马力尚存的数百骁骑，随后紧追。
张德政、黄子英率五百残卒，还没跑出几里路，前方尘头大起，一支骑兵齐声呐喊，杀奔而来。原来是长孙顺德率左翼骁骑，当先赶到，一阵大杀。张德政、黄子英只得硬着头皮，奋力突围。一场混战，好不容易透围而出，已折去近三百人。黄子英等人不敢投赤塘关，转向东北山僻小路逃窜。此时王长谐的右翼骁骑也包抄到位，又是一顿痛打。张德政、黄子英见势不妙，弃了战马、铠甲，趁着天黑，一头扎进了荒山野岭之中，侥幸逃脱。其余官兵，都被长孙顺德、王长谐率军收拾得干干净净。
在段思廉的有力指挥下，太原官兵众志成城，终于全歼来犯之敌，遏制了刘茂忠叛军疯狂扩张的势头，使太原城转危为安。段思廉于危难之际，力排众议，以五十五岁高龄，身先士卒，痛击叛军，其英勇血性，再次赢得了太原军民的热诚拥戴。兴师问罪而来的景廉在亲眼目睹了他舍生忘死的表现后，也不禁感叹，果然是国之干城，名不虚传。三人私下计议，认为段思廉有无谋反之意暂且不论，但在平叛御胡的大节上是绝不含糊的。为了守住太原这个北方重镇，还需要给他保留部分权力，以有效抵抗北方强敌。
次日一早，景廉、杨师道、黄演代表朝廷作出了对段思廉的处分决定并当堂宣读：查太原留守、左骁卫大将军、汤国公段某，元夜之变，咎由子女，通谋有嫌，查无实据。唯其身为人父，管教不严，本当重惩。念段氏三代仕朝，御敌有功，特代天宣恩，着段某留任太原，戴过效力，缉拿在逃主犯，缚送阙下，听候发落。以副留守高君雅行左骁卫大将军，总督军马；太原民政钱粮事务，悉听郡丞王威处断。即日交割，毋得稍延。
段思廉知道保留原职，剥夺军权政务，对他已是舍死忘生拼杀表现争取来的最轻处分，当即叩首谢恩，向高君雅、王威移交了兵权和政务。景廉见他服从处分，交出权力，也放了心，嘱咐王威、高君雅二人妥善处理太原军政事务，然后率众返回大兴复命。此前为了控制太原而进驻的宋老生部两万大军，也分批撤回，一路护送钦使抵达霍邑。为保险起见，景廉命宋老生选精兵五百，护卫回京，其余大军就地屯驻，以备不测。