天宝十五年（756年）六月，在唐玄宗的强令之下，哥舒翰引师出潼关一路东进，至六月四日已出关七十里，换算为今天的单位，唐军行军距离大概在31公里左右。从地图上看，哥舒翰大军基本进入了崤山谷地中比较宽阔的地方，史书称之为“灵宝之西原”。在双方看来，此地正是上佳的用武之地，叛军将领崔乾佑在明面摆开阵势，扼守险阻之所。以唐军的角度来看，叛军意图在此处阻挡朝廷平叛大军进入中原之地。
安史之乱
一开始，哥舒翰还是很谨慎的。他率领的唐军前锋，六月四日已在灵宝西原驻扎。然而他一直等到六月八日，大军全部到达西原，完成初步整顿后才发起了对叛军的攻击。哥舒翰的谨慎源自对“知己”：己方士兵多为新兵，兵力庞大但战斗力不足。称得上精兵的只有王思礼统领的五万骑兵，然而此人素来与统领步兵的李承光不和。哥舒翰不愿出潼关，也是考虑到了这二将不和。在关内驻守防御时，二人间的不和影响尚不大，若要出征野战，是极可能导致大败。
史载：“官军南迫险峭，北临黄河……翰与良丘登北阜，以军三万夹河鸣鼓。”。到达战场的唐军水陆并进，以船运载军械粮草随大军出征。主力部队在灵宝西原上列阵。哥舒翰另三万士兵在黄河北岸高出多立旗鼓，并建自己的帅旗，以此为指挥所。黄河北岸有一处高地，视野十分开阔，十分便于观察战场情景，也利于指挥全军，更能够让所有唐军将士都看到哥舒翰的指挥信号。
战场布局上，王思礼率精兵五万在前，李承光率众十万随后。可以看出哥舒翰在指挥上的老道，二人不和，战场上难免会有些不配合，王思礼部骑兵较为精锐，让其在前冲杀，则不用担心他先扔下李承光的步兵离开战场。而李承光十万步兵在后，则可在王思礼受挫后撤时，建立稳固的战线以防止崩溃。当然把步兵放在后面更主要的原因还是在于，哥舒翰根本不放心这些新兵的战斗力。如果让叛军击破前阵，后阵恐怕会跟着一起被击破，然后造成溃败，将本来战斗力完整的骑兵一起裹挟溃退。
战前，哥舒翰与部将一起乘船前进，以观察叛军的布置。然后哥舒翰让船在黄河北岸停靠，自己登上高地，进入指挥位置，再次观察敌军布置。
对面的崔乾佑作为安禄山的骁勇之将，虽手上兵力不多，但有手上尚握有安禄山留下的两只精锐部队——五千精悍陌刀手和同罗族精骑。如何运用好这两只精锐的打击力量，是崔乾佑最需要仔细考虑的问题。
会战初期，崔乾佑所有的战术安排都是围绕诱敌而展开的。初阵崔乾佑将军中数千老弱放在最前列阵，故意将阵型布置的乱七八糟。各部看上去都没有统一指挥，也没有摆出严密的军阵以应对唐军前阵的骑兵。这与兵法原则相悖离，叛军前阵的士兵是按照“什”、“伍”这样最基础，最小的单位编组在一起，而且进退不明，旗帜繁乱。
如此拙劣的布阵，让初次上战场的唐军士兵们，心情变得轻松了很多。让他们觉得，这样的布阵连我们这些新兵都不如。唐军各级军官也开始轻敌，有的军官甚至喊出：“禽贼乃会食”的口号。但春秋时期，第一次喊出这个口号的齐军就惨败于被他们轻视的晋军。
这样的布阵，甚至让身为统帅的哥舒翰觉得非常奇怪，无法猜测崔乾佑的意图是什么，只得先下令骑兵进攻，试探敌军虚实。
战旗招展，鼓号齐鸣，王思礼的骑兵便长驱直进，杀入了叛军烦乱的军阵中。精锐的骑兵在冷兵器战场上堪称王者，这次也不例外，叛军被杀的连连后退。但是哥舒翰心中的疑惑也愈发加重，叛军怎么会如此不堪一击？
崔乾佑很快就回答了哥舒翰的疑惑，用最直接，最血腥的方式。他的第一个杀招，即将显露在缺少战斗经验的唐军面前。崔乾佑令五千壮士，身披坚甲，养精蓄锐，只等唐军冒失地闯进阵来。这些叛军精锐所依仗的就是著名——陌刀。
安史之乱
虽然陌刀的形制已经不可靠，但陌刀的用法却可以确认，那就是混战对抗失去速度的骑兵。而刚刚冲过叛军散乱前阵的王思礼部骑兵，速度已经降了下来，冲击队形也变得不再齐整，这正是陌刀最喜欢的目标。崔乾佑的狠毒可见一斑。为了对付哥舒翰旗下战斗力最强的骑兵，不惜以己方数千老弱士兵的性命为磨盘，消耗掉了唐军骑兵的锐气。在陌刀阵的攻击下，唐军骑兵伤亡惨重，只得退下，让步兵上前进攻。
就这样，崔乾佑的陌刀手不但打退了唐军骑兵的进攻；还在唐军步兵的围攻下，逐渐实现着崔乾佑的计划。叛军精锐逐渐让开了东边的山路（函谷关旧道）路口，背靠山岭，逐渐向南边转移。另外一些叛军则从山道逃跑。看到东进的通道被打开，唐军对败退的叛军发动了追击。
被诱进隘路的唐军前军在前进中遭遇埋伏。叛军伏兵突起，从山上投下滚木檑石，唐军士卒拥挤于隘道，难以展开，死伤甚众。这时，崔乾佑的第二个杀招在唐军不经意间，被释放了出来——同罗族精骑。同罗族本为铁勒族的一支，贞观二年在其内附唐朝时，本族已有三万精兵。据说安禄山最为精锐的“曳落河”骑兵，其主体就是由同罗族人组成。
在崔乾祐命令下，同罗精骑也完成了从南面山谷的迂回，即将对唐军背后发起冲击。看到烟火在东方冲天而起，同罗骑兵统领知道，冲击的时刻到了。崔乾佑事先约定，其率领步兵将唐军引入峡谷后，会在适当的时机以烟火为信号（否则在唐军以毡车冲击隘口后，崔乾佑不可能这么快就点起大火堵截唐军，显然是事先早有准备的），命令已经在南山之后的骑兵冲击。
此时，唐军前军还被堵在狭窄的山路中前进不得。哥舒翰下令用羊皮毡帐蒙住马车，在上面画龙虎图案，饰金银爪目，意图强行冲出一条来。然而崔乾佑早有准备，他在谷口堆积柴草，放火阻挡毡车的前进。大火封住了唐军前进的唯一通道，并很快蔓延开，不但唐军的马车被点燃，连同山上的林木也为大火所焚烧。午后，战场上刮起了强烈的东风，风助火势，将滚滚浓烟吹向唐军阵地。唐军士兵被烟焰迷目，看不清目标，以为叛军在浓烟中，便乱发弩箭，直到日落矢尽，才知中计。
此时的灵宝西原在崔乾佑的用兵之下，成为了一个牢笼。尽管总兵力远远小于唐军，然而叛军做到了秦军在长平所做到的事情，那就是在地利的帮助下，以不占优势的兵力围困住敌方大军。
现在的唐军如同被关进牢笼中的一群野牛。前方精锐受阻，无法前进，越来越多的士兵挤进狭窄的峡谷中；后军则被狼群一般的同罗族精骑驱赶，退路被断，前方只有越来越拥挤的人群。在拥挤中，唐军各部的建制逐渐被打乱了，兵将间的指挥关系也失去了。唐军逐渐从有组织的军队变成了踩踏事件中的混乱人群。
那些还没有被冲乱的建制的唐军部队也由于拥挤，让士兵没有空间来挥舞手中的兵器，失去了杀出血路的机会。同样的情景，也在坎尼会战最后一个阶段中出现过。哥舒翰一直怀疑后军不是没有道理的，这些充斥满新兵的部队，面对骑兵突袭时的战斗力太差了。
安史之乱
很快，崔乾佑布置在唐军前方伏兵协同唐军后方的同罗骑兵发起了对唐军的全面反击。面对从两个方向一起杀出的敌军，在西原上的唐军，如同被狼群驱赶到悬崖边的羊群一般——前后受击，乱作一团，有些心思活泛，比较熟悉周围地理的唐军士兵丢下盔甲兵器，向西或者向南奔跑。其中的一些幸运者成功地穿过了同罗骑兵的战线，跑进山林之中，寻找山中小路逃回关中。
那些离河岸较近的士兵们则慌不择路地往南边跑，城濮之战中曾出现的情景，此时在黄河岸边再度上演。溃逃的士兵争先恐后地爬上运输船，以求逃离战场，多艘船只因不堪重负，而在湍急的河水中倾覆沉没。甚至有些士兵试着将和盾牌和其他能找到可以飘浮的物品捆扎起来当作皮筏，以枪杆作为船桨，想逃到黄河北岸。更多的则被挤入黄河淹死，绝望的号叫声惊天骇地，一片惨状。
日暮时分，在西原上的唐军终于冲破了同罗骑兵在西方的封锁线。唐军残兵摸黑中的逃亡，然而还有一些人会死在关隘前面——潼关前挖掘了三道深壕，黑暗中大量士兵被挤入壕沟摔死，后来者又跌入壕沟，为再后来者踩死。三道壕沟都被唐兵的尸体填满。