面对兀朮的金军主力，年轻的刘锜毫无惧色，率泾原军抵住了金军前锋的冲击。由于金军的拐子马战术失效，没能形成包抄，就反被宋军的侧翼机动部队包抄。金军前锋是万户赤盏晖部，金军铁甲、狼牙棒固然厉害，宋军重甲步兵的大斧、重锤也绝非易与。在这场钢铁的碰撞中，金军虽然借助了马匹的力量，但最终还是支持不住，开始向后退却。刘锜抓住战机，指挥宋军主阵和侧翼阵向金军发起了猛烈的钳形攻势，赤盏晖勉力支撑后实在抵敌不住，终于溃散。赤盏晖部败兵被泾原军赶着冲过了兀朮和韩常的军阵，如果换作训练稍差的部队早就被冲散了，但是合扎猛安和汉军万人队任由溃兵如潮水般冲刷而过，依然保持着良好的队形准备迎接泾原军的攻势。刘锜也深知自己面对的是什么对手，在溃兵的掩护下快速包抄对方优势兵力，使金军右翼陷入自己的机动包围之中。两军从辰时战至日中，战斗异常激烈。韩常被流矢射中左眼，却用手将箭杆拔出，抓了一把土塞进眼眶止住血继续奋战！在他这种超级大无畏精神的鼓舞下，金军奋起精神，怒吼着向宋军发起了反击。但是宋军也被敌人的血性所激发，两支钢铁洪流激烈碰撞在一起，发出了震天裂地的巨响，直教日月无光，风云变色！
讹里朵见右翼军吃紧，如果让宋军将右翼彻底击溃，整个金军必败无疑，张浚的设想将顺利实施，连忙派大批中军支援右翼。但此时宋军主阵也在开始向前推进，中军的压力也很大，胜利之神这一次似乎不再眷顾女真人。
危急之中，身带重疾的娄室向讹里朵请缨去攻击宋军民夫营寨，这是金军最后一线希望。娄室拖着病体率领三千轻骑来到阵前，阿离补正与赵哲的环庆军交战，在阿离补的掩护下，娄室极速掠过环庆军，朝民夫营前的沼泽冲去！宋军没有料到金军会有如此举动，以女真轻骑的速度，宋军已经完全来不及反应。这时娄室军拿出携带的干草和薪柴填在沼泽里，轻骑兵在这条便道上飞驰而过。环庆军背后的民夫正在观赏前军作战，怎料金军骑兵会出现在自己面前，虽然他们名义上也是部队，也有弓箭御敌，但毕竟远不是金军骑兵的对手。在这个时刻，如果环庆军的主将指挥得当，在抵住金军左翼的前提下，分兵配合中军夹击这股轻骑还是很有可能的，但令人惊奇的事情发生了：赵哲消失了！是的，就在这个关键时刻，环庆经略安抚使赵哲并没有出现在他的指挥岗位上！具体原因史书上没有明载，总之当时环庆军是没有主帅的。宋军数万民夫立即遭到了毁灭性打击，哭喊声、惨叫声立即从宋军侧后方传来。娄室又驱赶着这些民夫涌向环庆军，没有主将的环庆军再也不能抵抗金军和民夫的双重冲击，率先溃散。而此刻刘锡也来不及派兵顶上环庆军的空当，因为讹里朵已经发起了全面反攻。
“反——攻！”
满脸血泥模糊的韩常发出了可以震开秦岭的怒吼，全体金军无不鼓足血气，向宋军发起气势如虹的反击。本来占据优势的泾原军此刻也不得不后退与中军会合，主帅刘锡此时还算冷静，收拢阵型，在弓弩火力的掩护下有秩序的撤离战场。血战一整天的金军也再无力追击，只好任由宋军成建制的撤离，但是宋军营寨中堆积如山的物资已经不可能搬走了，全部成为金军的战利品。
富平之战，这场宋金战史上最大规模的大兵团会战，以金军险胜告终，张浚“中兴当自关陕始”的大计开张不利。少年得志的张浚从天堂跌入地狱，雄心万丈的他从来没考虑过自己会失败，以至于在失败突然来临时彻底崩溃，完全放弃了顽强反击。有人建议张浚依托陕西的地形，发挥陕西军山地作战的优势继续和金军周旋，但是他却将陕西军都撤入四川，将陕西拱手让给了金人。当然，陕西处于金、夏夹击的姿态下，确实是很难防守的，但张浚也有心理素质过低之嫌。富平败后，人心惶惶，许多动摇分子投向金国，造成了陕西军的全面败退。
战后张浚将刘锡免职，又下令斩赵哲，但赵哲不服，据理力争。张浚将气都撒在他身上，将赵哲绑起来用铁棍打烂他的嘴，然后处斩。赵哲这位当过浙东提点刑狱（政法委书记）的政法系统官员，千里迢迢来到陕西参军，虽然失职，但在抗辩的情况下没有经过正当的司法程序就被上司处斩。关于他在战斗中的突然消失，确实有很大疑问，史书已无明载，但从他被斩后的议论来看，张浚的处理确实造成了一些冤情。而为了平人愤，张浚表扬了泾原军的突出表现，并以此居功于曲端。但是曲端这人性格缺陷也很明显，持才傲物，几乎得罪了身边所有的人。当初正是曲端图谋杀死宣抚使王庶，才使张浚来到陕西，现在王庶、吴玠等仇人纷纷站出来指控“曲端必反”。而他本人的一首“不向关中兴事业，却来江上泛渔舟”也被说成是影射高宗，再加上他的一些泾原军旧部投降金军，数罪并罚，投入大狱。张浚故意任曲端的仇人康随为提点夔路刑狱，将曲端害死在狱中，年仅41岁。后来张浚被秦桧排挤罢相，曲端才追复为宣州观察使，谥壮愍。
在张浚放弃抗争的情况下，刘子羽主动请缨赶回秦州，重新召集诸路军，一时竟聚集起十余万部众。陕西军的主力仍在，但富平溃败和张浚对赵哲和曲端的不当处理引起了人心的很大涣散。环庆路统制官慕容洧本是世袭蕃将，害怕受罚，带部曲投向金国。慕容洧开了这个口子后又有张中彦、张中孚、赵彬和李彦琦等将吏投金，这些人后来都成为金国占领陕西的骨干。留守的熙河路副总管刘惟辅为了焚烧囤积的军粮被金军捕获，不屈而死，留守的刘锜也被迫撤入四川。随后陕西六路全部被金军占领，虽然此后两军仍反复争夺，但宋军的稳定防线已经后退至秦岭、渭水，防卫蜀中四路，陕西只能算是一个不稳定前沿，而不再是宋帝国的稳定国土。
尽管南宋的主力部队御营军、神武军实际上也是以北宋陕西军为班底组建的，但由于南宋的主要阵地已经转移到四川和江淮，陕西不再是唯一的军事重镇，陕西六路军分解到了南宋诸军中，陕西军这个名称实际上已经退出历史舞台了。西军，这支部队曾经承载着宋人太多的光荣与梦想，国人都将再现汉唐天威的希望完全寄托在他身上，他也通过百年浴血奋战离伟大的目标只有一步之遥，却不料突然从顶峰坠落谷底，无数忠直的将士在历史巨变面前无比惊愕。
当最后一名西军将士踏入四川界内时，回首这片英雄的黄土，一抹如血的残阳掠过冰冷的陕西界碑，无数历史画面浮现脑海，这些钢铁铸就的关中汉子们，再也难忍，泪雨磅礴。
正是：
君不见，旱海中，黄沙映血旌节红。
君不见，贺兰旁，碧血横空浩气长。
曹玮全师三都谷，十万胡尘一战空。
夏竦韩琦范仲淹，文人策马战枭雄。
李宪挥军入天都，王韶提兵伏青唐。
元丰五路绝戈壁，浴血百万好儿郎。
章楶庭中签号令，梁后抛衣不能亡。
童王贪功灭契丹，壮士东去逞凶强。
靖康之耻因谁过，西军不能保故乡。
富平一溃别陕西，点点白浪入长江。