明军两战两胜士气正盛，反观这支前来抵挡的元军，在收到溃败元军的影响，军心动摇。只是一个照面，冲在前面的几名元军千户就中箭摔落马下，一轮冲杀过后，元军阵型大乱。几轮冲杀之后，这支元军彻底溃败，四散逃跑。望着那不远处的元军大帐，常遇春也顾不上整顿军阵，一声“全军出击”，再次向元军大帐发起冲锋。

溃败下来的元军还没来得及把消息传递给脱因帖木儿，常遇春就率军杀到了元军大帐。“鞑虏拿命来”常遇春一声大喝，声震四方，就在此时，徐达亲率五千骑兵从常遇春的侧后方杀出，对元军形成了三面合围。溃败的元军大呼：“天可汗，天可汗的神兵杀来了。”这一喊让本就进攻受阻的元军主力军心动荡，面对徐达、常遇春，冯胜三军合围，元军溃不成军。脱因帖木儿眼看大势已去，若再不逃离恐怕就走不了了，迅速召集亲兵以及部分骑兵，拼死一搏，趁乱向西逃去。主帅逃跑，剩余元兵纷纷下马乞降。这一战不仅重创元军，更是在精神和意志上摧毁元军。

脱因帖木儿大败的消息传到洛阳，元梁王阿鲁温瞬间感觉失去了所有希望，于是率领洛阳全体官民向徐达乞降。

徐达命令冯胜率领大军进攻陕州，按照计划拿下潼关。

陕州，脱因帖木儿率着残兵连夜逃亡，刚喝着马奶，一名探子来报：“大帅不好了，梁……梁王降了。”呛了一口马奶的脱因帖木儿连咳几声“快，快，快离开这里，前往太原，我兄长扩廓帖木儿在那。快！”完全顾不上呛在身上的马奶，仓皇逃往太原。

冯胜大军抵达陕州时，脱因帖木儿完全不见了踪影，不足一刻时间，收复陕州。

随后陆续收复德州、通州、大都、山西、陕西、开平。自儿皇帝后晋高祖石敬瑭割让燕云十六州，时隔四百余年，汉人政权收复燕云十六州全境。