張唐自認為識破廉頗計謀，決定率領秦軍出征一舉攻破趙軍大營，斬殺廉頗。
司馬梗則認為，此事應當請示秦王再說。
二人爭執不下。
張唐大怒之下對司馬梗說：“我只率五萬兵馬出城，將軍率領其他兵馬安坐城中就是。”
此時，張唐心裡想的是：“等我攻破趙軍大營，殺了廉頗，看你有何話講。”
說罷，張唐氣勢洶洶的離去。
司馬梗望著他的背影，也只能長嘆一聲祈禱張唐這次會平安無事。
張唐帶領大軍出城以後，還是相當謹慎的，望著趙軍大營，他的將軍廖忠吩咐：“廖將軍，你先帶一萬人馬，試探性的進攻一下趙軍大營，我率大軍在你身後接應。”
廖忠得令後，便帶著一萬兵馬衝向趙營。趙軍早有防備，一時間箭如雨下，秦軍陣腳大亂。廖忠揮舞長刀，大喊道：“兒郎們莫慌，隨我向前衝！”然而趙軍防守嚴密，廖忠的人馬死傷不少。
此時，隱藏在暗處的廉頗露出一絲冷笑，原來這一切都是他故意示弱引誘秦軍出擊。就在廖忠快要支撐不住準備撤退之時，張唐卻以為趙軍不過如此，於是親率大軍壓上。
待秦軍大隊出動，廉頗佯裝不敵，引著秦軍往龍門山方向撤去。秦軍緊追不捨，不知不覺就進入了龍門山山口。只聽山上一陣鼓譟，巨石滾木紛紛落下，趙軍伏兵盡出，將秦軍困於龍門山中。
張唐心中大驚，知道中計，趕忙指揮將士抵抗。但趙軍佔盡地利，秦軍一時之間損失慘重。廖忠喊道：“將軍，此處不可久留，我們需儘快突圍！”張唐雖心有不甘，卻也明白形勢危急，於是下令向山口衝擊。
而另一邊，司馬梗在城中久等不見訊息，心中不安。派人打探後得知張唐被困龍門山，他心急如焚。當下顧不得許多，率領剩餘秦軍前往救援。
廉頗在山頂看到秦軍援兵趕來，眉頭微皺。他深知若讓兩部分秦軍會合，局勢將會不利。於是他抽調一部分兵力下山攔截司馬梗。
司馬梗奮力拼殺，可趙軍死戰不退，秦軍一時難以突破防線。
戰鬥持續了大約三個時辰，張唐終於是在司馬梗的接應下逃出了龍門山，但卻也留下了兩萬多具屍首。
當初的雁門山之戰，李牧等人也是採用相似的手段設伏，一舉殲滅了匈奴人的主力。
而這次趙軍沒能將秦軍全部圍殲，原因主要有兩點。
其一是秦軍的戰鬥力強悍，遠非匈奴可比。
當初的雁門山之戰被圍困的大多是匈奴騎兵，騎兵在山谷中的戰鬥力要遠弱如步兵。
其二則是秦軍的人數遠比趙軍多，秦軍有十萬之眾，趙軍滿打滿算也只有八萬人。
八萬人想在野外吃掉十萬人本就困難。
趙軍能讓秦軍留下兩萬多具屍首已經相當不容易。
古代通常一支軍隊只要損失1/3的人馬，就會完全喪失戰力。
河西秦軍這次被斬首兩萬餘人，可謂損失慘重。
只怕將來很長一段時間裡，河西的秦軍都恢復不了元氣。
戰鬥結束以後，趙軍正在打掃戰場。
廉頗站在山頭上看著山谷裡秦軍的屍體，甚感欣慰。
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