过山脊，一直杀到北麓。
李继宣骑的马连续被辽兵射杀，前后换了多次战马。最终在牟山谷，李继宣部追上辽军主力。辽军终于退无可退，宋辽两军再次展开血战。
辽军惨败，一部分辽军簇拥着梁王耶律隆庆逃向宋辽边界。李继宣部带着满身征尘和丰硕的战果，回到赤虏的时候，夜幕已经降临。
十月十六日这一天，宋辽双方骑兵对骑兵，首战长城口，次战威虏军，三战羊山。最终以宋军击退辽军、斩级二万、阵斩辽统军铁林相公等将领十五员的辉煌胜利告终，辽军的精锐铁林军几乎全军尽丧。
宋辽骑兵大会战，这在宋辽长达四十年的战争历史上也是绝无仅有的。此战的胜利，首先归功于宋军指挥官的群体智慧，其次是将领们之间的默契的配合和丰富的作战经验。
十一月九日，北面都部署王显遣寄班夏守赟，向真宗驰奏：“十月十六日，前军与契丹遇，大破之，戮二万余人，获其伪大王统军铁林相公等十五人首级，得伪印二，以羽林军为文，收甲马甚众，首领遁去。”
宰相吕蒙正领百官向真宗祝贺。真宗下诏表彰在此番会战中的众位将领，令桑赞率所部一万人马开到边境，让威虏军骑兵后撤休整。
吕蒙正也指出“边臣若侦候无差，遵守成算，克敌必倍。”
王显为此作了检讨，上章请罪。表示情报失误，驻扎中山的主力大军没能及时赶到出战，否则战果会更大，“显之前阵虽有捷克，终违诏命。”
打了胜仗，真宗也不想再责怪王显，亲赐手札，以慰其忧悸。
◆灵州失陷
灵州是弃是守，大宋朝堂出现两派意见。
知制诰杨亿等官员，觉得灵州是座偏远边城，粮草难济，劳民伤财，建议放弃。
宰相李沆也建议放弃灵州，道：“继迁不死，灵武终非朝廷有也。莫若遣使密召州将，使部分军民空垒而归，如此，则关右之民息肩矣。”
国之疆土，寸土不让，犯我疆域，虽远必诛。更多的文武百官认为“灵州乃必争之地，苟失之，则缘边诸郡皆不可保”，建议力守灵州。
真宗也不想放弃灵州，于是立即将秦翰从抗辽前线调任为西面行营钤辖，以王超为西面行营都部署，一同率六万精兵，前去救援。
灵州被围数月，饷援并绝。
咸平五年（1002）三月，王超大军被李继迁的人马阻截在瀚海，无法前行。
镇戎军别将张煦在张齐贤的劝说下，与张凝带兵入夏州界，由白豹镇抵柔远川，去救灵州。党项兵七百铁骑前来邀战，被张煦打得落花流水。
李继迁得知张煦的援兵抵达清远，又派清远的一名酋长，以甲骑三千，前去诈降，“愿给资粮，为饷导。”
张煦对张凝道：“我看这其中有诈。”遂严兵以待，果然是诈