当下宋江将九天玄女所授之法牢记在心，并与军师吴用详细计议后，向赵枢密汇报了作战计划。他们在营寨中赶制了二十四部雷车，全部用画板铁叶钉成，下装油柴，上安火炮。他们夜以继日地工作，终于完成了所有的准备工作。

宋江召集所有将领，详细分配了各自的任务。他按照五行生克的原理，将人马分为五方，分别对应中央戊己土、西方庚辛金、南方丙丁火、北方壬癸水、东方甲乙木，每方都有一名主将和若干副将负责。此外，他还特别派遣了一枝绣旗花袍军和一枝素袍银甲军，分别攻打大辽的太阳左军阵和太阴右军阵。最后，他亲自率领一枝悍勇人马，直擒大辽国主。

作战计划已经布置妥当，众将领各自遵命行事。一面继续赶制雷车，装载法物，推到阵前。宋江选定了一个吉日良时，黄昏时分，他率领大军来到辽兵阵前，一字儿摆开阵势。他们用强弓硬弩射住阵脚，等待天色完全黑下来。

当晚，宋江命令士兵们吹响芦笛为号，四路大军同时出动，只留下黄袍军在阵前摆开阵势。这四路大军分别赶杀大辽的哨路番军，绕到辽兵阵脚后面进行包抄攻击。

初更时分，宋江军中连珠炮响，呼延灼、关胜、林冲、秦明等主将分别引军杀入辽兵的后军、中军、左军和右军阵内。他们按照五行生克的原理进行攻击，直取各阵的主将。董平则负责攻打头阵的水星阵。公孙胜在阵中作法祭起五雷助战。

南风大作，吹得树梢垂地、走石飞沙、雷公闪电交加。宋江一声令下，二十四部雷车同时点燃火炮推向辽兵大阵。李逵、樊瑞、鲍旭、项充、李衮等将领率领五百牌手和悍勇军兵护送雷车冲入敌阵进行破坏和杀伤。扈三娘和鲁智深则分别引兵攻入辽兵的太阴阵和太阳阵中进行厮杀。卢俊义则率领一枝军马跟随雷车直奔中军寻找辽军主力进行决战。

这一夜杀得星移斗转、日月无光、鬼哭神号、人兵撩乱。辽兵在宋军的猛攻之下节节败退，损失惨重。

且说兀颜统军正在中军调兵遣将，突然四面喊声震天，宋军从四面八方杀来。他急忙上马，却见雷车已到中军，烈焰冲天，炮声震地。关胜率领的一军已经杀到帐前。兀颜统军急忙拿起方天画戟与关胜大战，但张清不断用石子乱打，使得他身边的将领纷纷中伤逃散。李应、柴进、宣赞、郝思文等人也纵马横刀，大杀四方。

兀颜统军见身边没有了羽翼，拨马向北而逃，关胜紧追不舍。花荣见兀颜统军败逃，也追了上来，搭弓射箭，一箭射中兀颜统军的后心。然而，那箭却射在了护心镜上，被弹开。关胜赶上，挥起青龙刀当头便砍。兀颜统军身披三重铠甲，关胜那一刀只砍透了两层。他再挥一刀，兀颜统军在刀影中闪过，勒马挺起方天戟迎战。两人又斗了几个回合，花荣再次放箭，射中了兀颜统军的耳根，箭穿过了凤翅金冠。

兀颜统军急忙逃走，张清飞马赶上，用石子打向他的头脸。石子飞去，正中兀颜统军的面门，打得他扑在马上拖着画戟而逃。关胜再次赶上，一刀将兀颜统军连腰截骨带头砍下，他跌落马下。花荣抢先到前，换了那匹好马。张清也赶来补了一枪。可怜兀颜统军一世豪杰就此丧命！

与此同时，鲁智深引着武松等六员头领杀入辽兵的太阳阵内。耶律得重想要逃跑却被武松一刀斩首。他的两个孩儿也逃命去了。太阳阵被宋军冲散。鲁智深道：“我们再去中军拿了大辽国主就完事了！”

在辽兵的太阴阵中天寿公主听到四面喊杀声急忙整顿军器上马引女兵迎战。只见一丈青扈三娘舞起双刀杀入帐来与天寿公主交锋。两人斗了数合后一丈青突然放开双刀抢入公主怀内将她揪住两人在马上扭打成一团。王矮虎趁机赶上活捉了天寿公主。顾大嫂、孙二娘在阵内杀散女兵而孙新、张青、蔡庆在外面夹攻。可怜这金枝玉叶的公主却成了被缚的俘虏！

卢俊义则引兵杀到中军解珍、解宝先将“帅”字旗砍翻然后乱杀番官番将。当有护驾大臣与众多牙将紧护大辽国主銮驾往北而逃。阵内的罗?、月孛二位皇侄都被刺死于马下计都皇侄也被活捉而紫气皇侄则不知去向。宋军大兵重重围住辽兵一直杀到四更方才停息此战辽兵二十馀万无一生还。

将近天明时分，各位将领纷纷回营。宋江命令鸣金收兵，安营扎寨，并传令要求生擒的俘虏由各自擒获的将领献上。一丈青扈三娘献上了太阴星天寿公主，卢俊义献上了计都星皇侄耶律得华，朱仝献上了水星曲利出清，欧鹏、邓飞、马麟三人共同献上了斗木獬萧大