卫青见状，遂让狂奔了数日的将士们休整饱餐了一番，直到夜深人静之时，待匈奴人已经大多进入梦乡，卫青这才率领着汉军骑兵犹如猛虎下山一般，扑向了毫无准备的右贤王驻地。

匈奴大营之中，在大部分匈奴人都已经进入梦乡的情况下，只有少量的士兵仍然打着哈欠、无精打采的坚守着岗位，丝毫没有觉察到死神已经悄然袭来。直到原本寂静无声的夜空中，传来一阵阵密集的马蹄声，几个匈奴士兵这才清醒过来，站起身来眺望着马蹄声传来的方向，想要看清楚到底发生了什么。

片刻间，在犹如战鼓一般急促的马蹄声中，这些守夜的士兵借着月光，只见远方一片黑云迅速笼罩而来，直到汉军士兵拔出利刃，看到刀剑那冰冷反光的匈奴士兵，这才意识到是敌军来袭，慌乱中向大营示警。

不过，一切都已经晚了。还不等匈奴人从营帐中爬出来，汉朝大军便已经犹如风卷残云一般杀入了部落，在派兵四处放火焚烧帐篷制造混乱，清剿匈奴残兵的同时，汉军主力却是直扑部落最中央的王帐。

直到王帐外围的最核心区域，汉军士兵这才遭遇到了隶属于右贤王亲军的激烈抵抗。

当右贤王被仆从自床上拉起来，慌乱之中走出王帐，抬眼望去，只见整个驻地都已经陷入了混乱，到处都是焚烧的帐篷和喊杀声，本就因为宿醉而脑袋发胀的他，甚至都没搞清楚是内部哗变，还是外敌来袭。然而，无论是哪种情况，在这种混乱的局面下，他都已经无法整军迎战了，眼下最为要紧的，还是在亲军被突破之前，先行逃命要紧。

于是，慌乱之中的右贤王，便毫无责任心的抛弃了他的部下，只带领着他的一个爱妾，在几百个精壮骑兵的护送下急驰突围，向北而去。

不得不说，右贤王逃跑的速度确实一流，轻骑校尉郭成等人率兵一路向北追了数百里，竟然都没有追上。而得知右贤王逃走后，匈奴军队亦迅速瓦解，纷纷四散而逃。

此战，汉军斩首万余、俘虏一万五千人，更是俘虏了裨王十余人，其他贵族也有一百六十余人。之后，卫青命人将将整个右贤王驻地焚之一尽，这才押送着俘虏凯旋而归。

汉武帝接到战报后欣喜若狂，还不等卫青班师回朝，便派特使捧着印信，直接到军中拜卫青为大将军，并加封食邑六千户，节制诸将，位在丞相之上，就连卫青当时年纪尚幼的三个儿子，也因此得以封侯。而随从卫青作战的公孙敖、韩说、公孙贺、李蔡、李朔、赵不虞、公孙戎奴、李沮、李息、豆如意等人，也都因功封侯，各自获赐食邑三百户至一千五百户不等。