王世充的江淮兵久经沙场训练有素，进军速度极快。
李密闻知隋军攻来，立刻开始布阵，然而孟让、张童仁、陈智略的军队太过垃圾，整理队列布阵速度太慢，还未等瓦岗军不好阵列，隋军已经杀了过来，双方就是一场乱战。
而就在这时，王世充埋伏的五百骑兵突然从山中冲出，居高临下直冲向瓦岗军后方的营地，放火焚烧瓦岗军营寨。
看着后方营地起了火光，孟让当即率领军队就逃，瓦岗军一片大乱。
王世充督帅江淮兵展开了猛烈的进攻，杀得瓦岗军溃不成军，眼看着抵抗不住，张童仁、陈智略二人当即临阵投降。
看着局势不可收拾，李密不得不放弃抵抗，率领内营向洛口逃回，而瓦岗主力败退，偃师也不可守，王伯当也放弃了偃师城，随同李密一起逃亡洛口。
这场偃师之战，规模不算很大，进行的也不激烈，但意义却影响深远。
这场大战，直接把刚刚战胜宇文化及的李密打落尘埃，暴露了李密外强中干的虚弱本质。使得洛阳隋军士气大涨。
而瓦岗军内部，随着这场大战，一直积累隐藏的矛盾也逐渐爆发出来。
先前因为李密的强势，因为李密的屡战屡胜，杀张须陀，攻克洛口仓，一手把弱小的瓦岗军带到顶峰成为中原霸主，这种威势，便是占据关中的李渊都感到害怕，给李密写信时主动称呼李密为兄长，更不用说瓦岗内部的将领以及归附的义军将领了。