撞上了冒顿单于的主力大军，因是夜间，用眼睛很难分辨敌我了。加上前方喊杀震天马蹄声如雷，匈奴主力大军以为这支溃逃回来的匈奴兵是追杀过来的秦军，硬着头皮杀了上去。
这下子匈奴的主力大军相互杀得大乱起来了，程知义抓住这个千载难逢的时机，率领大军掩杀过去。
匈奴的主力军经过一个多时辰的混战，才明白是在自相残杀，大呼冤枉！
在匈奴大军的主力军逐渐陷入陷入混乱的时候，李曦和辛桐率领的精锐骑兵已经完成迂回包抄到匈奴大军的后方了。
李曦和辛桐对眼前的战机垂涎欲滴了，于是左右两翼的位置几乎同时大吼一声，下令麾下兵马杀向匈奴大军。
李曦和辛桐这两只新生的猛虎带着饥饿无比的群狼扑向匈奴中军，把冒顿单于的精锐亲卫都杀得纷纷败退。
冒顿单于对于自己的亲卫精锐是无比自信的，居然被后方冲杀而来的两支骑兵杀得败退，不甘失败，大喊道：“草原最神威的勇士们，你们也会被战败吗？”
那七千多亲兵听到单于的激励，也似有不甘心，纷纷吼叫着，策马杀向如同潮水般涌来的秦军。
李曦和辛桐都看到了节节败退的匈奴军中奋起反抗精锐骑兵队，李曦和辛桐这两只年轻的小老虎顿时来了劲，下令大军专门围杀那支神勇的匈奴骑兵。
接下来在两支当世最精锐的骑兵在马背上进行一场空前激烈的较量。秦军的精锐骑兵和匈奴的最精锐骑兵碰撞上后，双方毫不留情地进行了飞速的马上砍杀，不停地有人头和手臂在草原上飞起滚落在地面，场面在月光下映衬得无比凄惨而又热血沸腾。
经过一个多时辰的惨烈对冲砍杀，双方的战斗力相差无几的情况下，李曦和辛桐凭借兵马数量的绝对优势，进行包围冲杀，终于将这支最为精锐的匈奴单于亲卫骑兵定在了这片草原上。
失去了这支最精锐的骑兵，冒顿单于心中已经没有了底气，失去了反抗的斗志。经过一夜的大战，纵使这10万匈奴骑兵是精锐，但是数天赶路造成的行军疲劳，加上黎明过后蒙恬派大军用战车中押了大部分匈奴人的家眷出来。
匈奴大军看到自己的临时王庭已经被袭击了，家眷都被俘了，单于身边最精锐的骑兵也被砍杀了，军心瞬间被瓦解，天亮后仅仅经过半个时辰的交战就结束了，冒顿也被俘获了。
冒顿向蒙恬询问了很多埋伏的策略，蒙恬都没有和他说，直接派人将其押赴咸阳终身监禁。其实蒙恬和众将分析了在雁门关外埋伏的两支弩箭手，那些就是牧民，草地上的绵羊大多数就是士兵，不过躲得远让匈奴看不清楚，无法分辨而已。
草原大战终于彻底结束了，蒙恬的威名响彻整个草原，蒙恬等将军不禁感叹战争之残酷，部署了一众防务，安顿伤员，优抚阵亡将士家属。
秦国打击匈奴付出了沉痛的代价，九原大军从开战前的30万，剩下不到5万，陇西过来增援的3万大军也不到1万的生还，大月氏更是连族人一起都不到5万了。当然匈奴的百万控弦之士也灰飞烟灭了。
公元前207年初冬，处置了两个多月的战后事务，又到了冬天休战时节。蒙恬率领众将返回咸阳，接受扶苏的封赏。
扶苏大喜，一并降旨:蒙恬在上将军的职位上加封大将军，统领天下兵马，赐特级侯爵位九原侯，此侯位在所有郡侯以上，用以表彰蒙恬在九原的不朽功业。
李信加封为二品征北将军，领军继续镇守九原郡，俸禄按照一品发放。
辛胜已经是二品征西将军不再加封，领军继续镇守陇西郡，俸禄按照一品发放。
羌廆追加统一六国的大功和本次出征的功 劳，加封二品镇北将军，俸禄按照一品发放。
西郡王昆月加封三品安夷将军，赐名赢西，率领麾下月氏骑兵到荥阳归韩信节制。
李曦加封为四品振威将军，率军镇守云中。辛桐加封为四品扬武将军，领军镇守雁门关
程知义、蒙军、白隆、羌熠和杨鸿熙五位年青将军，统一加封五品偏将军兼领安夷护军和抚夷护军事宜，这五位将军一起到上郡领兵，使用西郡王赢西传授的骑兵训练方法操练骑兵。
其余参战有功之将都一一封赏，包括阵亡的赵升追加了封赏，就不详细罗列了。