李牧见荀国忠欲言又止,唤他道：“荀将军有何主意？”
荀国忠见李牧点到了自己头上，很是兴奋，道：“末将有个主意不知好不好？”
李牧道：“但说无妨。”
荀国忠道：“末将听说匈奴人虽然彪悍，也十分惜命。那蛮兵冲出谷口之后，若是四面皆敌自然是四面而走，若是一面无敌，必然都向这一面而来。”
李牧闻言大喜道：“好好好！荀将军此高见也，继续说。”
荀国忠得了李牧夸奖，好不激动，续道：“我闻将军几次言语，说到往北的地势于我最有利，也是蛮兵欲归之路。如此我先在谷口大量杀伤蛮兵，待蛮兵出谷之后，我在三路设强兵，却在北路故意设弱兵，那蛮兵虽然知道四面出击对自己有利，见了活路如何不争相而来，如此蛮兵分兵之计必破。一路往北之地，多有险窄之出，我在险窄之处两厢多设弓弩手，多举火把。那蛮兵夤夜而来，如何看得清我虚实，必不会冲阵，只会夺路而走。如此设伏三四处，蛮兵就算剩下几个也已疲惫不堪，这时我却在最后设骑兵，以逸待劳，必然大胜。”
众将闻言皆是大喜，诸葛明道：“不意荀将军领兵才几日，居然有如此见地，此孙武子围三缺一之法也。黑夜之中，我于险窄之处多设弓弩手，可省了保护弓弩手的甲士用于谷口防守；将弓弩手分作三四处配置，让每一处的攻击力都极大，却又让蛮兵看到冲出去的希望，必然只会夺路而走，不会攻击我伏兵；分散配置还有一个好处就是蛮兵冲过一处之后出于习惯，难免又会聚在一处，因此到了下一个伏击地点目标极大，弓弩手只管往人多的地方乱射即可。即可大量杀伤敌人，我方弓弩手亦不会遭到攻击，几乎不会有损失，此法神妙无双。”
李牧亦大点其头，那荀国忠听得自己随便想出来的法子，居然合了孙武子之法，高兴得直挠头。
李牧即传令调赵大嘴领五千铁骑往一百五十里之外的谷中待敌，又令一万五千弓弩手分作三队，前往东北险窄之处分别设伏，或在谷中间的山坡之上，或在险窄道路两边的悬崖之下，或在临近桑干河的山脚之下，皆是蛮兵北归必经之路。令多备火把，见了蛮兵只管射，却不准追击。李牧见荀国忠如此多谋，乃令他领了五千弓弩兵在桑干河畔的山脚下设伏待敌。
李牧又领众人认真检查了一遍谷口防御，准备好无数火把，定好诸多应对方案。
至次日子时，蛮兵趁黑一起向谷口猛冲，临近谷口之时，四面赵军火把齐亮，蛮兵心知赵军早有准备，见已经没了活路尽皆横下心来亡命冲击，双方大战爆发。黑夜之中赵军军阵依旧严整，四方弩箭交射甚急。鹿角阵和铁蒺藜阵伤了蛮兵不少战马，后面的骑兵踩踏着前方士卒战马的尸体不断冲来。李牧并司马尚亲临前线指挥，不断堵上阵型上的缺口。
战了两个多时辰，蛮兵死伤了七万余人，终于冲出去五万人，那五万蛮兵果然分作数百小队，四面冲突，却被赵军三面挡住，最后慢慢都汇聚到北路，一路沿着谷道向东北方而去。
李牧令众军继续收拾战场，司马尚亲自领五千骑兵衔尾急追。
那五万蛮兵破围而出，急急如丧家之犬，惶惶如漏网之鱼，亡命北奔。蛮兵冲出去十几里地，遇赵军战车拦路，双方一场大战，又被司马尚追及一顿砍杀，蛮兵又损失了五六千人。又奔到险窄之地，一声鼓响，四面火把照得犹如白昼一般，阵阵箭雨落下，蛮兵完全不知抵抗，只是一味狂奔，自相践踏及被弓弩射死者，数千人。如是者两番，待得到了桑干河，蛮兵还剩了有三万余人，一个个又累又饿又渴。人马都忍不住冲到河中喝水，乱做一团。
荀国忠正在山脚下等候，听得远处无数马蹄声隆隆而来，片刻之后无数蛮兵蜂拥而来，争相下河喝水，乱做一团。待蛮兵小半已经下了河，荀国忠传令举火、击鼓，一时之间山脚下火光冲天。众蛮兵一阵惊慌，被赵军一轮箭雨，射倒了一千多人。众蛮兵急急上马欲走之时，众多战马拧着头在河里喝水，不肯走。被蛮兵几刀背猛砸，才从河中蹦跳着奔到岸上。又是几轮箭雨，七八千蛮兵倒下。荀国忠正看之时，只见人群之中一人被众多侍卫护持着，正是头曼单于。荀国忠令身边众人齐向头曼单于攒射，射倒了众多护卫，头曼单于左臂上和后背上各带一支弩箭而逃。
头曼单于领众在山谷中奔逃了百余里，天光渐渐大亮起来，后方喊杀之声逐渐远去。头曼单于松了口气，回头看时，跟着自己的蛮兵个个带伤，垂头丧气坐在马上，被马带着一路北行，已是不足两万人。
左贤王纵马上来道：“大单于不要难过，那李牧处心积虑筹划十余年，我军依然冲出来两万人，可见长生天眷顾，不灭我匈奴。”
头曼单于正欲答言，前方鼓声整天，一支骑兵杀来，正是赵大嘴。头曼单于大惊失色，举了弯刀大声吼道：“草原的勇士们，草原就在前方，冲过去就是活路。给我冲！”那众蛮兵见被堵住，拼死冲杀，杀了半个时辰冲出去五六千人，往平城方向亡命而奔。后方司马尚领了骑兵追来，与赵大嘴合兵一处，足有九千人，一路衔尾急追。直追出了千余里，头曼单于并左右贤王仅以身免，赵大嘴深入草原寻了数日不得而返。
赵大嘴回报李将军，言头曼单于与左右贤王只带了数百人而逃，众小王并林胡王皆死。