方阵后方是沈田子兄弟率领的精锐预备队，弓箭因箭杆太轻，惯性力太小而无法穿透甲具，但仿古希腊与罗马士兵标枪进行投掷的长矛虽然准确度差，却可以轻松穿透铁甲，长矛集体一排排密集投掷，成为铁甲骑士的恶梦。有几个冲到阵底的零散骑兵已成强弩之未，被晋军的轻骑兵来一个劈一个。铁锤砸石头，石头砸向的是铁锤的木柄。重骑马就这样败在晋军的步兵手下。
原始设想是晋军攻南燕守的临朐保卫战因南燕皇帝慕容超的头脑发热变成平野对决战，南燕主帅段晖的心里苦啊，对决战本来的设想是用重骑兵冲散晋兵阵形，再投入步兵的，现在，重骑兵顶不住了，晋军的阵形纹丝不动，步兵再不出动，一向引以为傲的大燕铁甲重骑兵陷于阵中，将会被消灭而成为历史，只能再赌一把，提前投入步兵，骑步配合与晋军进行对攻，最不济也得救回重骑兵。
激烈的战斗已经从早上打到下午，南燕军数次迂回均告失败，重骑军还陷在阵内，成败在此一举，急红了眼的主帅段晖把全部主力都投入战斗，力阻晋军前进，战事胶着，一时难分胜负，但因南燕军预备队已动，使得晋军后方部队暂时闲置。
兵法者，奇正相生，现在，敌军后防空虚，大好的机会来了，根据刘裕、刘穆之与禪山对着泥模地形图制定的一条行军轨迹图，刘裕派胡藩向弥等三将率三千骑兵从阵后退出，悄悄向东绕了一个大圈子，不知不觉中绕到南燕军背后，直取临朐，高声宣称是海上登陆的晋军援军数万已经赶到。
士兵已全部投入战斗，临朐城防守空虚，大部分守军在正面观战，背面更是软肋，海上援军的消息更击破了临朐守军的心理防线，大晋又增兵了，怎么办？向弥身披铠甲，奋勇当先，第一个攀上城头，守军一触即溃，没费多大劲，城门就落入晋军手中，城防即告攻破。
随着城破，晋军入城，百姓慌乱奔逃，数万晋军海上援军到达的消息不径而走，再不走即成俘虏了，慕容超大惊失色，不辨真伪，也没有组织御林军抵抗，急急忙忙地带着几百亲随逃入段晖军帐，片刻之后，临朐城头的燕军旗帜被破落，换上晋军战旗，皇帝临阵脱逃，临朐城陷的消息在两军交战的士兵中间传开了，南燕军心理崩溃，士气倾刻瓦解，晋军士气大振，胜利的天平向晋军倾斜。
刘裕知道胜局已定，传令全军不再管阵形，全力猛攻，南燕军兵败如山，主帅段晖与十余大将被斩杀，慕容超与公孙五楼在亲兵护送下杀出重围，逃往广固。经此一役，南燕主力基本被歼，集中在临朐的大量辎重，包括玉玺、御辇及全套皇帝仪仗都变成了晋军的战利品。
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