东魏库狄干来到黄河北岸时，西魏军也已进抵洛阳周边地区，军容甚盛。众将都不愿南渡，库狄干决定渡过黄河，不久，高欢率领十万大军也来到黄河北岸，宇文泰撤退到瀍水，从瀍水上放下火船试图烧毁黄河大桥。东魏将斛律金命令行台郎中张亮率领一百多条小船，小船上满载铁索，等到西魏的火船靠近时，就用钉子钉住，用铁索拉到岸边，黄河大桥遂得以保全，高欢大军也来到了黄河南岸。
渡过黄河的高欢依托邙山，构筑阵地，数日都没有前进一步。三月十七日深夜，宇文泰将辎重留在瀍水拐弯处，率军攀登邙山朝东面而来，准备偷袭东魏军。当晚，东魏军的侦查骑兵即得知了西魏军的动向，向高欢禀报说：“敌人距离我们四十里，他们已吃过早饭，带着干粮出发了！”高欢说：“他们自会渴死，不用我杀了！”遂下令全军坚守阵地，严阵以待。
三月十八日清晨，东西魏军终于遭遇了！
东魏猛将彭乐率领数千精锐骑兵为右翼，两军刚一交手，彭乐即率领所部横扫西魏军，西魏军队所向奔溃，彭乐遂驰入宇文泰的中军大营。有人向高欢报告彭乐叛逃了，高欢大怒，说道：“彭乐过去背叛韩楼，投降尔朱荣；后来又背叛尔朱荣，投靠我，现在又叛逃到西魏。我的大事成败岂在乎一个彭乐？只是这个小人反复无常，实在是让人痛恨！”
高欢正在暴跳如雷，不一会儿，但见西北方向烟尘大起，彭乐派来使者前来告捷称，俘虏了西魏侍中、开府仪同三司、临洮王元柬、蜀郡王元荣宗、江夏王元升、巨鹿王元阐、谯郡王元亮、詹事赵善以及督将共计四十八人。各路东魏军也乘胜进击，大破西魏军，斩杀三万余人。西魏军溃退后，高欢命令彭乐率军追击宇文泰。宇文泰走投无路，眼见就被彭乐追上，他对彭乐说：“你难道不是彭乐吗？你真是个傻瓜啊！今天没有了我，明天怎么还会有你？还不快快掉头回去，去搜罗你的财宝！”彭乐听从了宇文泰的话，抢了宇文泰一袋金带，回来后，他给高欢复命：“宇文泰刀下逃生，已经吓破了胆了！”高欢详细询问他战斗细节，彭乐只好把宇文泰的话如实说出，还补充道：“我并不是因为他说了这话故意放了他的。”高欢虽然高兴彭乐取得了大胜，但却对他没有抓住宇文泰很生气，他命彭乐趴在地上，亲自揪住他的头发，连连把他的头朝地上撞。恼怒之中，高欢还想起沙苑之战中彭乐极力主张开战，可临阵却又喝醉了酒，高欢又把那次惨败归咎到他的身上，说到激动处，他抽出佩刀一连三次都要砍下，咬牙切齿了很久。彭乐说：“请求大王给我五千骑兵，我替大王再去抓住宇文泰。”高欢说：“你把宇文泰放了，究竟是啥意思？现在还说再抓他的话？”遂命人拿出三千匹绢压在彭乐的背上，而后，将这三千匹绢全部赏赐给了这位莽汉。
第一天的惨败并没有吓退宇文泰。
第二天，宇文泰又卷土重来了，双方再次较量。宇文泰为中军，赵贵等为左翼，若干惠等为右翼。高欢的东魏军集中兵力对西魏的左翼发起了猛攻，西魏左翼赵贵等五将失利，开始向后溃退，东魏骑兵在前，步兵在后，全军朝西魏军左翼压上。东魏军压上西魏军的左翼，但这样一来，东魏全军的侧翼就暴露在西魏中军和右翼面前了。宇文泰抓住战机，率领中军与若干惠的右翼就从侧翼朝东魏军杀来，大破东魏军，俘虏了东魏进攻中的步兵。在慌乱中，高欢跌下马来，坐骑丢下他狂奔而去，赫连阳顺跳下马来，将自己的战马交给高欢。高欢上马就跑，身边仅有七人或骑马或步行紧紧跟随，西魏追兵眼看就要追上了，亲信都督尉兴庆说：“大王你赶快逃跑，兴庆我腰间尚有一百支箭，足可以杀死一百人。”高欢说：“事后，我任命你为怀州（治所河南省沁阳县）刺史；如果你死了，就让你儿子当。”尉兴庆回答：“我儿子年幼，请任命我哥哥。”高欢答应了。尉兴庆断后，与西魏追兵死战，最终箭射完后被杀。有投降西魏的东魏士兵告诉了高欢的藏身之地，宇文泰挑选了三千名壮士，全都带上短兵器，由大都督贺拔胜统领朝高欢所在发起突袭。贺拔胜的哥哥贺拔允原在东魏，东西魏分裂之初，由于贺拔胜依附西魏，引起高欢的猜忌将其害死，并且，这一年，贺拔胜在东魏的儿子们全都被高欢所杀，因此，对贺拔胜而言，高欢不仅仅是敌国的丞相，而且还是杀兄杀子的仇人。在混乱中，贺拔胜一眼就认出了高欢，他手持长矛与十三名骑兵飞马狂追，追了数里，长矛尖几乎触及到高欢的后背，贺拔胜大声断喝：“贺六浑，今日，贺拔破胡一定要杀了你！”高欢吓得心胆俱裂，差点断气。就在这千钧一发之时，东魏河州刺史刘洪徽从一旁弯弓搭箭，一箭射中贺拔胜身边的两名骑兵；东魏武卫将军段韶一箭射死了贺拔胜的战马，等到别人给贺拔胜牵来备用马，高欢已经跑远了。贺拔胜懊悔不已，他叹息道：“今天竟然没有带上弓箭，这是天意啊！”西魏南郢州刺史耿令贵对下属们说：“大丈夫临阵杀敌，应当右手拔刀，左手拿矛，刀矛齐下，直刺直砍，千万不能紧皱眉头，贪生怕死。”说完，他单身匹马大喊着杀入东魏军中，挥舞大刀，四处乱砍，人人都认为他肯定死了，但不久，只见他又挥动大刀杀出重围，如此反复三四次，杀死了很多东魏士兵。他对身边的人说：“我难道喜欢杀人？壮士消灭贼寇，不得不如此啊。如果杀不死敌人，又被会被敌人杀伤，那与驱逐座上之人又有什么区别呢？”西魏另一猛将王胡仁也率领三百多名敢死队员，杀入敌阵之中，所向披靡，无人敢挡。此战西魏军只有王胡仁、王文达和耿令贵死战，立下大功。