耶律沙的撤退速度並不慢，又都是騎兵，機動能力很強，但是他這一動，襲擾的五支漢騎卻不放過他。尤其是老將郭崇威，是參與了昌平城御前會議的，知道戰略大局，遼軍的撤軍行動，根本沒能起到任何迷惑效果，直接爲其所看破。
是以在派人回報遼軍撤退意圖，請兵出擊的同時，郭崇威也毫不猶豫，帶着騎兵，以遊襲爲追殺。其他幾名將領，似乎劉光義、崔翰、田仁朗、田重進者，都是漢軍戰將中的佼佼者，見狀也都改變戰法，帶着部下，追擊上去。
五支漢騎，就像五隻餓狼，咬着耶律沙的尾巴不放，給其撤退造成了極大的麻煩。若正面交鋒，這些漢騎，絕對不是以右皮室軍爲主力的耶律沙部的對手，甚至可能被輕易擊敗。
然而，受現實情況的制約，耶律沙是一心想要遵奉軍令撤退，也就給郭崇威等人鑽了空子，大受遲緩。實在被咬得的受不了，耶律沙乾脆分出一部，阻截漢騎的追擊，而自領大隊北撤。
對此，郭崇威等將哪裡會讓其輕易得逞，果斷聚兵一道，強行擺脫遼軍的斷後之師，繞行直衝耶律沙大部。當然，這個過程中，付出的極大的代價，傷亡慘重，等重新咬上耶律沙，又是一番不依不饒的纏鬥。
耶律沙也是有脾氣的，對漢軍這肆無忌憚的糾纏，很是惱火，乾脆調轉馬頭，集中兵力，想要把郭崇威這數千兵馬給徹底打殘擊打潰。
耶律沙也清楚，這數千漢騎，如此瘋狂糾纏，是爲昌平剩下步騎的追擊爭取時間。是以，他也沒有想要將郭崇威等人徹底殲滅，那不現實，只想重創，使其喪失糾纏之力。
但這樣一來，郭崇威等人承受的壓力就大了，雖然還有四千多人馬，但在前面的幾度襲擾中，消耗了巨大的精力，又連續追擊苦戰，面臨的也是遼軍的強力打擊。
是以，在耶律沙軍的重擊之下，差點就潰敗了。不過，郭崇威等人的作戰意志還算堅定，強行承受着巨大的傷亡，與遼軍拼殺。
事實上，耶律沙的目的算是達到了，在這種正面的對抗之中，遼騎兵力更多，戰力更強，郭崇威等將雖然意志強悍，但難以彌補絕對力量的懸殊。所有激戰沒多久，便被耶律沙領軍擊潰了，死傷慘重。
同樣的，郭崇威的目的，也達到了，硬生生阻滯了耶律沙的撤退，沒讓他輕鬆北遁，與南口的遼軍的主力重兵匯合。
因爲高懷德整兵出擊得很快，等耶律沙擊潰郭崇威等將後，還沒來得及重整旗鼓，大批的漢騎已然迫近。對此，耶律沙沒有辦法，只能繼續展開戰鬥。
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晨曦初露，風霜沉沉，一場鐵馬金戈在燕南的原野上展開。遼騎人衆，但其意在撤，再兼久戰疲敝。漢騎人寡，但休整更足，意在糾纏牽制。
此前高懷德與耶律撒給交手過，如今又同耶律沙對戰，經過檢驗發現，這名遼將也不是個好對付的，極富戰鬥經驗與作戰頭腦。
雖然想要撤退，但沒有一味的北撤，那樣只會引起漢軍肆意的進攻。仗着兵多，他把遼軍分爲兩部，一部與漢騎糾纏，自己則親率皮室軍，從旁牽制攻襲。
高懷德對此，沒有太多的辦法，只能分兵而拒，但這樣，就給了耶律沙可趁之機，連續幾次擊退漢軍，但是，敗而不潰。
漢軍的意圖，仍在牽制，等待柴趙大軍北上，耶律沙也明白此點，是以，一擊敗漢騎，就領軍向北撤退。
高懷德也不氣餒，調整也快，迅速糾結兵馬，再度追擊。雙方數萬鐵騎，就在這種遊弋作戰，循環纏鬥間，戰場不斷向東北方向偏移。
等柴榮與趙匡胤率領大軍，沿着交戰痕跡，追上時，天已經亮了。雙方已然在南口東南方向約五里的一片楓林旁，展開了激鬥。在靠近南口遼軍之後，耶律沙的底氣似乎足了，在高懷德的不捨追擊下，戾氣更盛，乾脆放開手腳，與高懷德交戰，並牢牢地佔據上風。
柴榮與趙匡胤領軍趕到後，觀察了一番戰場形勢，沒有太多猶豫，直接領軍投入戰鬥。四萬多漢軍，分爲兩個龐大的軍陣，柴趙各領一支。
趙匡胤帶着人，逼耶律沙軍，解高懷德於窘境，當漢軍進行步騎配合作戰時，耶律沙很快就陷入了苦戰。他畢竟不能對所有遼軍做到如臂驅使，在漢軍的壓迫性作戰之下，逐漸不支。皮室軍雖然精悍，給漢軍造成了不小的傷亡，但終究不是無敵，與漢軍的強兵悍將硬碰硬，也是撞得頭破血流。
遼軍漸落下風，在激烈的對攻之中，一些部族騎兵，開始有潰散的情況。若非耶律沙率領着皮室軍強硬支撐，怕是要陷入潰敗了。
求援的信使，飛快地趕到南口，上報與耶律屋質。
南口這邊，也沒有閒着，遼軍的撤軍，已然進行到一定程度，傷兵傷卒先行轉移，向居庸關撤去，南面近兩萬遼軍，已然繞行北面，開始通過山口。
東西兩面的遼軍，也擺脫南口漢軍的少股部隊糾纏，順利退至北面，集結列陣。在這樣的情況下，安審琦終於出手了，由奉國軍都虞侯韓重贇率領精揀的七千勁卒，當面向遼軍發起進攻，而他與諸將，則率剩下的軍隊，呈嚴密軍陣，徐圖緩進支援。
雖然南口漢軍，份屬疲軍，但終究有4——5萬人，這麼多漢軍，即便強弩之末，在強烈的精神刺激下，所能爆發的能量也不容小覷，非遼軍可以輕視。
而遼軍也有所預料，列陣於北，就是爲了防備漢軍的出擊。說出來也是命，此前一日夜，不惜傷亡的進攻，始終不能突破漢軍的營壘殲滅之，如今漢軍主動出擊了，遼軍卻沒有多少吞掉他們的慾望，反覺礙事。
兩方大戰，終於還是在南口爆發開來了。
收到耶律沙的求援，耶律琮忍不住道：“幾番叮囑耶律沙，讓他撤軍，不要同漢軍糾纏，爲何還會與其死鬥，陷此危局？”
相較於耶律琮的責難，耶律屋質倒是公允些，嘆道：“必是漢軍窮追不捨，耶律沙無奈迎戰！耶律沙的四萬大軍，不能有失，右皮室軍更需解救回來！”
“派耶律撒給去解圍！”耶律屋質道。
耶律琮也表示同意，在他們看來，其它任何一軍一部，都可以死傷慘重，乃至覆滅，唯獨皮室軍不可以。這不只是臉面的問題，皮實軍更是遼國皇帝統治國內，彈壓諸部州最爲堅實的力量，如果大喪，必然引起動盪。
此前，耶律屋質集中起來的四萬機動部隊，也就是做此作用的。得令之下，耶律撒給迅速引軍東南向，解救耶律沙。
這四萬遼軍的來襲，即便有柴榮、趙匡胤、高懷德坐鎮，漢軍將士全力廝殺作戰，但在遼軍一心想要撤退的情況下，還是難以阻住，只能集聚兵馬，追殺。
最終，戰場徹底轉移到了南口，漢遼雙方各十幾萬衆，對戰鏖兵。遼軍據山口，一面抵抗，一面撤軍。漢軍則分爲數部，雖屬各自爲戰，卻目標明確，死死糾纏，讓遼軍欲擊顧忌，欲走不得。當然，漢軍的主要作戰力量，還在昌平諸軍，安審琦軍人數不少，但力有不足，不過仍舊起到了一定的牽制作用。
一面要應對漢軍逾十萬漢軍的進攻，一面還要順利撤軍，這是個幾乎無解的難題。撤得太急，會引起一場大潰退，逗留太久，若是慕容延釗的大軍趕到了，也是必敗的局面。
唯一值得慶幸的，是後路未斷。隨着時間的流逝，秋日逐漸高懸，焦躁的心情，逐漸充斥在遼軍統帥的心胸之中。
到巳時爲止，還在南口與漢軍作戰的遼軍，仍有十萬餘人，且多爲精銳。但是這些人，卻是完全被漢軍纏住，不敢輕退。
“大王，不能任由漢軍把我們這樣纏住，必需破局，否則，檀州漢軍到來，全軍必危。”耶律琮對耶律屋質道。
“你有什麼想法！”耶律屋質看着他。
耶律琮指着漢軍左翼的安審琦軍，直接道：“我率領兩萬軍，突襲南口漢軍，正面擊潰他們，漢軍的陣勢必然動搖。屆時，大王可尋機，逐步向居庸關撤退！”
從耶律琮的眼神與語氣中，耶律屋質感受到了一種決絕，他這是要行壯士斷腕之舉。
注意到耶律屋質的表情，耶律琮悵然道：“此番主動出擊，乃我所謀，未能功成，誠我指揮作戰不力。今陷大軍於險地，更是我懈怠之責。我愧對三軍，更無顏回見陛下國人，唯有替大王爭得撤退良機，希望大王，能爲大遼，多保存一些元氣！”
耶律琮的話，讓耶律屋質感慨甚多，沒有多贅言，只是抱拳，鄭重應道：“敢不盡死力！”
很快，耶律琮命人舉起他的大旗，以鐵鷂子軍爲先鋒，糾集中兩萬軍衆，朝着安審琦軍反攻而去。安審琦這邊，知道自己的軍隊有多少斤兩，早已不堪重負，是以作戰很聰明，只爲糾纏牽制。
但是，當面對耶律琮親自率衆，發起近乎絕命的進攻時，雖然積極應對，努力抵抗，還是被沖垮了。這並不能怪南口漢軍無能，只是，戰到這個份上，已經不能再苛責他們什麼了。
南口漢軍雖被沖垮，但漢將們卻不甘休，各自集結散卒，還欲作戰。而柴趙高那邊，在安審琦被擊敗後，不約而同地選擇了不管，而是帶着人盯着南口前的遼軍大部，想要釘死他們。
耶律琮這邊，見無法吸引其它漢軍，也果斷做出選擇，兵分兩部，一部繼續追殺安審琦軍，一路由他親自率領，去打柴趙側後。
如此以來，可就不能不管了，在耶律琮策應下，耶律屋質終於尋得機會，安排人撤退。在整個撤退的過程中，耶律屋質始終在殿後的最前方，親自指揮作戰。
隨着遼軍的不斷撤入山口，漢軍這邊急了，也跟着變動，由高懷德率軍，對付跟瘋狗一般的耶律琮，柴榮與趙匡胤則率衆，緊咬着耶律屋質不放。
一路糾纏追擊，不讓遼軍撤退。在這個過程中，耶律屋質不斷安排調動軍隊阻截，爭取後撤的時間，雖然連續被擊潰五波殿後之師，但撤退，反而更加從容。
自南口至居庸關下，漢遼雙方的屍體，幾乎塞滿道路，鮮血將之染紅。最終，在付出了極大代價的情況下，還是讓耶律屋質領軍撤回了關內。趙匡胤想領軍趁機攻關，但遼軍早就做好的關防準備，不果。
檀州的大軍，趕到南口時，柴趙漢軍已然追進了穀道，還是一部騎兵，等主力趕到時，南口只剩下耶律琮率領的遼軍了。
對於他們，惱怒的漢軍，像羣狼一般衝上去，將之消滅。耶律琮戰死，跟隨他的遼軍，剩下有五千來人，投降。
南口大戰，至此戰罷。