天色漸黑，回紇兵士們開始吃飯。他們嬉笑打鬧，東來西往，紀律極其散漫。赤心悄悄地遷來一匹馬放到公主帳外，斫殺掉那幾個守帳的回紇兵士，然後向公主說道“要委屈公主鞍馬勞頓了！”公主回道“這比起將軍辛苦救我，又算得了什麼呢！我都不知如何相報纔好！”於是赤心與公主共騎一馬，公主在前，赤心在後，疾速奔往振武城。由於一個守帳兵士臨死大喊了一聲，驚動了其他兵士。回紇一頭領得知後趕忙派騎兵追趕，這時赤心纔剛剛逃出回紇軍營數十步遠。有三騎逼得甚緊，最前方那一騎就離赤心之馬十幾步遠了，他拿出套索甩起來準備將公主與赤心套住牽下馬來。赤心對公主說道“有勞公主先控下繮繩。”說完後抽箭上弦，向後仰身躺在馬上，嗖地一箭，正中那名回紇騎兵脖頸。接着又搭一箭，射倒了左後方那名騎兵。然後弓交右手，左手控弦，又射倒了右後方的騎兵。其他二百餘騎回紇兵士見赤心神箭如此厲害，不敢過於緊逼。一晃眼的功夫，赤心與公主已到城下，順利入城。
劉沔已置好酒宴，爲赤心慶功，赤心說道“大戰在即，我怕飲酒誤事，酒就先不喝了。”劉沔道“好，那我們以茶代酒，飽餐一頓。待擊潰回紇賊衆，再開懷暢飲!”
已近子時，一切按原計劃準備妥當。石雄又在不動原計劃的基礎上增添了一個計策。石雄令兵士將城內牛馬等一切牲畜聚集到城牆邊，並在城牆上鑿出十餘個門洞。不久，石雄在城上望見敵營火起，心想時候已到。石雄命令軍士在牲畜之後大舉擊鼓，大聲叫喊，將他們驅逐出城。這些牲畜在收到驚嚇的同時又被驅趕，便急忙出洞亂竄，直奔回紇牙帳。萬畜齊奔，其聲如同地震山崩。回紇軍士聽到如此動靜各個從酣睡中驚醒，又因自己軍營內數處火起而慌亂不已。他們急忙起身，看見振武城上旗幟林立，火炬燭天，唐兵大批涌出成來，都被嚇破了膽。這時，牲畜已闖入回紇軍營，到處狂奔，回紇營內亂做一團。一些收拾迅速的回紇兵士準備騎馬備戰，卻發現營內的馬也正四面亂奔，到處哀鳴。原來這是公主侍衛所爲。赤心救公主時，他們答應赤心到時在回紇帳內放火爲信號並放了他們的馬。
更讓回紇兵士心膽俱裂的是，此時赤心與石雄各領兩千騎兵又衝殺了進來。來不及抵抗的回紇兵士紛紛投降。倉促間搶得馬匹抵抗的回紇士兵少之又少，赤心領兵一衝即潰，直奔烏介可汗牙帳。
烏介可汗早就於驚慌駭俱之中做好了逃跑的準備。他連車都不敢乘，放棄一切輜重，騎馬與部下百餘騎拼命逃奔。赤心帶領十餘騎深入追敵，至殺胡山時，天微微亮，追及可汗。這時可汗已令兵士佔據了山險，無論在形勢與人數上沙陀軍都處於劣勢。回紇軍從山上馳下，赤心毫不畏懼。只見他急舞長杆龍吞口大刀，奪路飛奔上山，如同一艘鉅艦在大海中劈波斬浪，逆流而上，當之者無不血肉橫飛，人仰馬翻，赤心竟直接逼近可汗。可汗嚇得連頭都不敢回，縱馬狂奔而逃。赤心眼見刀可夠及，忙揮一刀。刀在可汗肩上劃開一大道口子。這時有兩名回紇騎士舉槍過來拼命攔住赤心，可汗單騎逃走。正自激戰之際，回紇又有數百騎兵從營帳逃跑而來，加入戰鬥。赤心奮起武勇，接連斬殺四名回紇長官。但回紇衆多，赤心等又追殺了大半夜，體力損耗極大，與手下都漸漸覺得難以對付。好在不久後，不少沙陀騎兵與石雄率領的騎兵也紛紛趕到，石雄又連殺三將，那些回紇兵士才嚇得棄戰而逃。
此次眼見就要擒住可汗，最終卻還是讓他逃走了。赤心嘆道“當年我遠祖李陵以不能一劫單于爲終生恨事，想不到我今日亦有此憾！”
這一戰，將回紇斬首萬級，生擒五千，降其部落二萬餘人，所收羊馬車帳等輜重數不勝數。之後劉沔令人將公主送往長安，太和公主出嫁時年方十八，此次回到闊別二十多年的故鄉，感慨萬千，恍如隔世。唐武宗大設宴席，廣邀名士，來爲公主接風洗塵。很多文士留詩爲念。李頻這首道得甚好：
天驕發使犯邊塵，漢將推功遂奪親。離亂應無初去貌，死生難有卻回身。
禁花半老曾攀樹，宮女多非舊識人。重上鳳樓追故事，幾多愁思向青春。
公主向皇帝盛言沙陀朱耶赤心智勇雙全，乃國之棟樑，實堪大用。皇帝就加封他做了朔州刺史