次日，完顏突合速大軍休整完畢，巡城揚威，此舉一是彰顯武力，二是借機觀察地形。雖然金軍浩浩蕩蕩，但城上宋軍卻是絲毫不懼，個個嚴陣以待，無絲毫退意。
一番巡城後，完顏突合速也發現城西、城北、城南護城河深，不利於大軍攻城，果然如劉錡所判斷的一般，移營城東，並在城前列陣。
此時劉錡也已經率宋兵於羊馬垣後列陣，一場大戰一觸即發。
完顏突合速見宋軍列陣，先是命步卒執盾前行，意圖一舉突破羊馬垣，直抵城下。但當金兵叫喊著衝上之時，羊馬垣後的宋兵立即萬箭齊發，將前方金兵射翻在地。少數執盾金兵躲過數輪箭雨，眼看來到羊馬垣前時，突然牆上木門洞開，十數架床弩探出頭來，接著便是一陣機簧聲響起，十餘支粗若手臂的箭支破風而來，將衝到跟前的金兵一一貫穿，倒地身死。
一輪猛攻之後，眼看步卒難以攻破羊馬垣，完顏突合速立即變陣，命金軍弓箭兵上前與宋軍對射。但無奈金軍弓箭本就不及宋軍，而宋軍麵前更有羊馬垣為阻擋，金軍箭支幾乎儘射到牆上。而相反的是，宋軍神臂弓和勁弩射程本就遠於金軍，此時或是於射孔之中射出弩箭，或是自木門內射出箭支，反將金軍弓箭兵射倒百餘。
完顏突合速見急切難攻，於是便下令各營稍卻，準備休整之後再戰。而此時城上劉錡看金軍稍退，立即下城上馬，親率千騎及八千勁卒出城邀擊。
完顏突合速大軍連攻不下，本儘士氣消散，此時正在後退之中，急切間難以組織起有效防禦，立即被劉錡率軍衝亂。一番廝殺後，金軍終於還是難擋劉錡大軍，被儘數殺散，完顏突合速與葛王褒率殘兵連退二十餘裡，而數千金兵步卒則被劉錡率大軍逼至潁河，走投無路下跳河求生，卻被滾滾濁浪吞沒。
此戰完顏突合速大敗，數千金軍或是灑血於順昌城東，或是墜落潁水，折損非小。無奈隻得屯兵於順昌城外二十裡處李村，不敢再進。
是夜，天降大雨，電閃雷鳴，劉錡命麾下勇將閻充率五百死士趁夜襲營，閻充率這五百勁卒直入敵營，隻見頭上有辮子者皆當金人斬殺。完顏突合速白日一戰尚且心緒未寧，此時雨夜，難見敵蹤，隻能傳令大軍再退十五裡迎擊閻充。
而此時劉錡也帶著一支百人精騎來援，手下諸將欲掩蓋行蹤，下令眾人銜枚，但被劉錡所阻，並命人口中銜以兒童玩樂所用的竹哨，而後便下令攻營。
此時天上電閃雷鳴，大雨如注，金營之中燈火全無，劉錡率軍殺入營中後，電閃之時便揮刀斬殺金兵，閃電一停便藏匿身形。金兵視野全無，黑暗之中也不知來了多少宋軍，不多時便被殺得血流成河。
與此同時，劉錡又命大軍以竹哨為令，往來配合，金兵不解其計，一時間暈頭轉向，也不知哪裡才有宋兵，一時間亂作一團。
劉錡率軍殺至天明才退，隻給完顏突合速留下滿營屍首，最終金軍無奈，退保老婆灣。