兀术的攻势甚为猛烈，这让吴玠的心里都不免有些打鼓，适逢刘錡率生力军赶到，刘錡治军严明且一向善战，这让吴玠心里多少增加了些底气。在随即召集的阵前会议上，不少将领都认为这第二道防线不好防守，不如干脆退到仙人关固守。
吴璘不同意，道：“刚一交手便退走，此乃懦夫之行，我认为金贼此番损伤也甚大，若继续强攻我第二道防线，势必难以持久，当即退走也未可知！”
吴玠有些举棋不定，这时刘錡站起来说道：“仙人关为蜀地咽喉，死不可失！昨日我四处查看了一番，此地与仙人关本系一体，我觉得当在此地多设强弩防守，金贼若直攻仙人关，我强弩便可予其以杀伤，因此金贼决不敢丢开此地而直攻仙人关！不知诸位意见，我部愿在此固守。”
吴玠见刘錡这般说，也就决心死守这第二道防线，不过为防刘錡抢功（也担心刘錡并未有充足的防守经验），也是为了以防不测，吴玠还是将刘錡所部留作了预备队，因此暂时没有动用。
兀术也看明白了仙人关一带的地理，心知不拿下这第二道防线便无法接近仙人关，所以他命人在阵前立起了数十座炮架，向宋军阵地上不停地抛掷巨石。吴玠当即还以颜色，不仅指挥宋军抛石还击，而且还以神臂弓射击冲锋的金军，一时间双方阵前箭矢如雨、炮石相交，地面上一片狼藉。由于宋军占据着地理上的优势，金军损失明显更为惨重。
兀术不得不再次改变方略，这一次他干脆孤注一掷，集中数万兵力向宋军阵地发起了疯狂的进攻。
金军首先攻击宋军左翼的阵地，他们凭借“洞子”（又称“洞屋”，是一种攻城工具，用木头做成拱顶的支架，上蒙牛皮，外形类似山洞或房间，能够防御普通的弓箭和炮石）做掩护运动到城下，搭起云梯疯狂爬城。“洞子”在粘罕攻打太原城时被大量使用，让宋军着实吃了不少亏，不过有心的吴玠早有准备，他指挥将士们用撞竿推倒云梯，又从城上抛下巨石砸毁了洞子。
金军只好又推来了“战楼”（外面用牛皮包裹，里面有攀登架），高度几乎与宋军的城头齐平，只要将战楼推到城墙边上，金军就可以从里面跳上城头。吴玠眼见情势危急，便找到刘錡说道：“此刻金贼攻势甚猛，我城池危在旦夕，如今我部急需一员猛将领一支人马杀出城去，将金贼的战楼烧毁！我知信叔一向勇猛无匹，且练兵有方，今日可否担当此任？”
刘錡本来就有些手痒，因此当即领命，亲自率领麾下一部人马，以长枪大刀突然杀出了城去，打了金军一个措手不及，顺势放火烧毁了金军的很多战楼，再次挫败了兀术的攻势。
此后，兀术又命两万正甲金兵攻打宋军阵地的两肋。这些金兵身穿两层铠甲，一般的箭矢奈何不得，最后果然有几百人爬上了城头。可是这些身披重铠的兵士行动迟缓，而且他们两腋处是软肋，宋军在吴璘的指挥下，抓住金军的这两个弱点予以狠狠还击，终于又一次挫败了金军的攻势，还俘虏了很多金兵。
正在兀术灰心丧气之际，一直在旁细心观战的撒离喝对兀术说道：“宋军西北角的阵地有一堡楼，防守较为薄弱，依我看，我军当先集中兵力攻克这一堡楼！”
兀术觉得有理，又是苦于无计可施之时，只得命撒离喝亲自带领一队人马前去攻打那座堡楼。
撒离喝命人不断以石头攻击木制的堡楼，自上午战至中午时分，由于中石太多，致使堡楼居然开始倾斜。守军急中生智，以绢帛结成长绳，竟然将堡楼硬生生地给拉正了。金军又用火攻，守军一时找不到水，情急之下只得用犒赏士兵的水酒【1】将火给浇灭了。
战至黄昏时分，撒离喝也开始黔驴技穷了，吴玠见状便决定趁着金军撤退之际兵行险着，他再次招来刘錡，命他率所部骑兵从阵地两侧对疲惫不堪的金军实施一番迅猛的打击！
兀术和撒离喝完全没有料到，一味防守的宋军居然敢于出关迎战，金军对此毫无防备，整个阵营都被刘錡所部的骑兵冲得七零八落，兀术只好灰溜溜地下令赶快撤兵！
可兀术没有想到的是，经过整日鏖战的金军尚喘息未定，吴玠居然又趁着夜深人静之际，向金营发动了夜袭。宋军成功地攻入了金军的营寨，最终不但夺取了金军的进攻阵地，而且还缴获了他们的很多攻城物资，金军只得撤退了数里以躲避宋军的锋芒。
至此兀术对于拿下仙人关已经绝望，加上军粮也所剩无几，他只好忍痛下了撤退的军令。可吴玠对此仍不满意，立即召集全军，再次夜袭金军营寨，致使金军终于全线崩溃！
兀术一连斩杀了多位临阵脱逃的低级将领，可还是止不住败势，以至于大寨也被熟悉夜战的宋军攻破。金营一片混乱，猛将韩常再次被射中了那只已经瞎掉的眼睛，只是这一次他已经没有了富平大战时的斗志，当即选择了率部后撤。
兀术眼见大势已去，只好下令焚毁营寨，连夜败逃，宋军一路跟随掩杀，直杀到和尚原才鸣金收兵。随后，宋军又乘胜收复了凤州、秦州、陇州等地，从此兀术再也不敢奢望进攻蜀地、高屋建瓴扫灭宋朝了。
刘錡站在多年以后回看，绍兴四年实则是宋金战争转折性的一年，在这一年不仅传来了仙人关大捷的消息，还有岳飞首次北伐成功的捷报，金、伪齐军先后在川陕、襄汉和两淮连遭失败，显然已丧失了进攻能力，而宋军却具备了一定的反攻能力。
吴玠因功再授奉宁、保静双镇节度使，刘錡则因功升迁为江南东路马步军副总管，率师入驻建昌府【2】，而且这一次刘錡还蒙获入京召对，可谓殊荣了。
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【1】大概正说明古代的酒酒精含量较低。
【2】在今江西南城县一带。