待残余的数百骑元兵悉数撤走之后，徐达立马下令将半路上遇到的擅自逃离战场的赵指挥等人砍头，传首各营，以示警醒——避战怯战者杀无赦。而玩忽职守的左丞胡德济，徐达却没有立即处置，因为此人身份不一般，是越国公胡大海的养子。胡大海的亲儿子因私自酿酒被朱元璋砍了头，但是胡大海却没有任何不满，依旧忠心耿耿。所以，徐达不敢自作主张，而是将胡德济械送京师，交给皇帝处理。朱元璋念及胡大海的忠心以及胡德济以往的功劳，最终还是网开一面。
待到天明，对面的元军没有像往常一样冲击营寨，守卫的明军还觉得奇怪。当然不是扩廓不想这么干，而是昨夜士卒一夜未眠，现在都困得不行，需要休息，所以暂时停战。但是，徐达却不给他这个机会，下令冯宗异率领一万骑兵，顺着元军开掘的马道攻击，并且要不计代价，必须逼得元军应战，天黑方可收兵。这一天场面就变得有点儿奇怪，双方的攻守之势互换，明军进攻，元军守营。
负责进攻的明军，完全不顾对方沟沿强弩的压力，迅速冲过深沟，奔向敌方营垒。接到前方急报的扩廓也是大吃一惊：徐达今天怎么了？昨天吃了亏，这是来报复啊。再仔细一琢磨，找到了一个合理的解释——虚张声势。看来昨夜的偷袭还是起了一些作用，徐达感到了后方的威胁。扩廓顾不上士卒彻夜未休，命令沟沿前锋撤至营寨边缘，掩护主力出击。手下的将领和士卒们也很无奈，心中暗骂明军无耻，但是别人都打到家门口了，岂能不应战。双方在元军营寨门前的进行了激烈的交锋，尽管元军骑兵体力稍逊，但是毕竟是马背上的民族，骑技精湛非明军可比，交战之中略占上风。
进攻元营的明军骑兵，在蒙古精骑、弓弩手的攻击之下，虽然伤亡不小，但却无人敢退后一步，毕竟昨天那血淋淋的人头，还历历在目。非但如此，稍处劣势的明军也没有得到己方的增援。原来，根据徐达的将令，明军除了冯宗异所部出击之外，其余各营务必谨守营寨，无令不许擅自增援，士卒原地休息。双方骑兵，从早到晚厮杀了一天，直到夜幕降临才各自罢兵回营，收敛亡卒。元军眼见马道仍控制在明军之手，并且布置了鹿角木栏，却丝毫没有夺回控制权的打算。扩廓的算盘是明天提前做好准备，等待徐达再次越沟出击，半渡而击，吃掉这一部明军，所以完全没必要在意马道在谁手中。
为了准备明天的进攻，扩廓下令全军休息。一天一夜没合眼的士卒，根本不等主帅的将令，刚一回营倒头便睡，雷打不动。反观明军，除了刚刚撤回的数千骑兵外，所有人都神采奕奕，集结待命。大将军徐达向各营主将下达命令：全歼扩廓所部，一举荡平西北虏骑就在今夜。大丈夫保家卫国、建功立业，在此一战。
为了配合夜间全军出击，徐达还安排了两件事：第一，昨天增援“野猪道”营寨的中军护卫骑兵，沿着元兵逃跑的小路，去骚扰扩廓的后营，逼得他回援就算大功一件。另外，中军的进攻号角就是正面全军出击的信号。第二，鼓乐队今夜照常上班，大声唱、放声喝，给对面的元军造成一切如旧的假象。
入夜三更，伸手不见五指。元营中安静异常，除了几名走动的哨兵外，再无一点声响。突然间，大营后方传来声声炮响和鼓号之声，离得虽远，但是在静静的夜色之中还是传入了扩廓的中军营帐。扩廓一惊，急忙起身，吩咐守帐卫兵前去打探情况。经过一番侦查得知，有一股明军正在袭击后方营寨，根据声响判断，人数不少。而壕沟对面的明军则毫无动静，恼人的锣鼓队依旧在吹吹打打。扩廓当即下令：各营分一半人马增援后营，其余人等原地待命，不可慌乱。
就在中军护卫的炮声响起的时候，壕沟对面整装待发的明军便全线出击，徐达身先士卒，率领一队骑兵，当先跨过对面的深沟，向元军营寨冲去。起先，被一阵炮响搅了美梦的元军将领和士卒，本以为只是小股敌人骚扰，不甚在意，想再来个回笼觉，却被更大的声响惊醒，冲出营帐一看，到处都是火光。原来，明军组织了步兵夜袭队，趁着炮声造成的混乱摸入敌营，在辎重粮草、战马围栏等关键处放火。元军骑兵虽猛，但是战马被突然燃起的烈火和炮声吓得四处乱窜，根本不听呼哨，没了战马的元骑战力大打折扣，在明军的冲杀之下，死伤惨重。
更要命的是，此时的元军主帅扩廓并没有及时下达命令，组织各营反击。不是他不愿意，而是他已经不能了。徐达亲率的精锐骑兵，趁着元营寨门大开的机会，竟然一路冲入了中军大营，直奔扩廓。扩廓见营内一片混乱，根本找不到传令兵，自知无力回天，抱着儿子，领着妻子，上马匆匆离去，赶往车道岘的大营。那里还有四万守军，说不定还有翻盘的机会。这一次扩廓逃窜，比上一次还要狼狈，连十八骑都没有，可谓携家只身逃亡。
在逃往车道岘的路上，扩廓反复思量这几日与徐达的对阵情况，心中寒意阵阵——徐达真是个可怕的对手，非寻常之人所能击败。扩廓总结这次兵败的教训就是不要在中原、山地与明军对抗，而是要回到草原，回到元人的故乡。那里地势开阔，一马平川，若是有十万雄兵在手，就算是徐达有几十万人，他也不惧。天光渐亮，扩廓行至距离车道岘不远处，见身后亦无追兵，心中大定，刚想快马加鞭赶往大营，突然一个想法出现在他的脑海之中：徐达何许人也，他定然知道车道岘还有我军驻守，沈儿峪兵败，我必逃亡此处。说不定，已经在营寨附近埋伏了杀招。
想到此处，扩廓将妻儿、战马安排在一处山坡之下，自己则爬上山坡了望，只见车道岘周围尽是明军旗帜，呜呜泱泱的。扩廓暗自庆幸，回身告诉妻儿继续前行，到黄河边儿上去，渡河而走。这些车道岘元营外的明军，就是之前的邓愈所部，他一直在车道岘周围徘徊，监视和牵制留守的元军。前日接到大将军将令，让其在元营周围大造声势，但不要攻营，这才有了扩廓看到的一幕。
沈儿峪的明军秉承了一贯的政策，投降不杀、酒肉款待。收拢了降卒之后，徐达亲率大军扫荡扩廓留下的其他营垒，包括车道岘大营。眼看明军从沈儿峪而来，步步逼近，毫无阻拦，各寨的元将心中也就明白了——齐王事败，在明军的包围之下，要么杀身成仁，要么举手投降。不过，还是怕死的人多，各处元军纷纷举白旗缴械。