大道之上，宋軍與魏軍展開激戰，劉康祖治軍嚴謹，其率領的鐵鷹軍在宋朝野戰能力最強，但宋朝娘化成風，若比拼野戰，自遠不如全民皆兵的魏朝。
兩軍相擊，宋軍勝在陣法周密，魏軍勝在人數更勝，兵種更憂，戰況極為膠著。拓拔仁見宋軍陣法毫無破綻，又見豫州剌史劉鑠毫無出兵相救之意，便不強攻，命令大軍分為三批，輪番進攻，以車輪陣消耗宋軍體力。
此戰由白天戰至黑夜，魏軍被斬殺萬餘人，血流成河，沒過腳踝。劉康祖身被十創，意氣彌厲。宋軍被其鬥志感染，雖體力大減，但豪情極盛，魏軍竟一時難以攻克。
遠處密林深處，張超之靜靜地注視著與魏軍激戰的劉康祖，低聲道：“劉將軍，太子命我將你的行蹤洩露給魏軍，又命劉鑠見死不救。你九泉之下，可別怪我。”
夜黑如墨，秋風蕭瑟。拓跋仁見風起葉飛，喜道：“天助我也。”旋即命人用戰馬馱了很多柴草，命具裝甲騎精銳依仗騎兵的機動性破開宋軍兵陣，然後魏兵將柴草點燃，駕著馬車衝向宋軍營壘。宋軍營壘頓時燃起沖天大火，大風襲來，火勢順風而動，整個宋軍營壘盡數起火。
劉康祖組織宋軍滅火，拓拔仁挽弓搭箭，手指一鬆，羽箭激射而出，刺穿劉康祖咽喉，劉康祖墜馬而亡。
主帥犧牲後，宋軍軍心打亂，敗如山倒，魏軍四處截殺，宋軍副將胡盛之被擒，其餘八千將士全部戰死。尉武之戰，是元嘉之戰中最為慘烈的一戰，沈慶之率領八千步卒與魏軍八萬鐵騎激戰，全軍覆沒，殲敵萬餘，南朝最後一支可與魏軍正面野戰的軍隊不復存在。而中路軍僅剩劉鑠所部與臧質所部。
南平王劉鑠派左軍參軍王羅漢帶領三百人守衛尉武，魏軍攻克尉武後，生擒了宋將王羅漢。王羅漢趁夜折斷守將頭頸，逃到盱眙。
北魏拓跋仁軍全殲鐵鷹軍後，領軍圍攻壽陽，並分兵焚掠馬頭、鍾離郡縣。司馬楚之散佈謠言，勸服近萬家百姓歸降北魏。南宋劉鑠命將士燒掉壽陽四周廬舍，憑城固守，任憑魏軍殘害百姓。
拓拔仁為了誘使宋軍出戰，派人將劉康祖的首級送給劉鑠，並將宋軍將士的首級繫於馬尾，繞著壽陽城縱馬三圈。宋軍人人激憤，欲與魏軍決一死戰，劉鑠卻嚴禁宋兵出城迎敵。
與此同時，在東路軍，拓跋燾親領大軍來到戲馬臺，與彭城僅有咫尺之遙。
彭城南界大淮，左右清汴，城隍峻整，襟衛周固，因此宋軍主帥江夏王劉義恭選擇屯兵此處。離彭城最近的是蕭城與留城，先前宋軍進攻時，劉宋楚王劉建從清河向西挺進，屯兵蕭城，步尼公從清河向東挺進，屯兵留城。此刻魏軍反撲，為抵擋魏軍攻勢，武陵王劉駿派遣參軍馬文恭率軍增援蕭城，江夏王劉義恭派遣軍主嵇玄敬率軍增援留城。
增援蕭城的馬文恭被北魏軍擊敗，全軍覆沒，蒯應被擒，馬文恭隻身逃回。
鎮守留城的步尼公得知馬文恭全軍覆沒後，知道憑己之能絕無護守留城的可能，打算放棄留城，領軍撤退。這時，諸葛清嵐與冷秋霜出現在步尼公面前，要求步尼公護送留城百姓一起撤離。
步尼公嚴詞拒絕，道：“絕對不行，魏朝鐵騎來去如風，我若護送百姓撤離，眨眼之間便會被他們追上，屆時不光宋軍全軍覆沒，留城百姓也會盡數被屠。”
諸葛清嵐道：“我二人會留下攔住魏軍。”
步尼公道：“就憑你二人？”
諸葛清嵐道：“懸瓠城之戰，一千守軍便可抵擋十萬大軍，眼下魏軍前鋒僅有萬人，攔住他們，又有何難？只要將軍留下數十名士兵襄助我二人即可。”
步尼公道：“不行。我不能要求我手下士兵與你們一起去送死。”
冷秋霜手暗劍柄，便欲以武相逼，這時，步尼公身後一名士卒走到步尼公面前，道：“將軍，我一家妻兒老小全在這留城中，我願留下抵擋魏軍。”
周遭士兵紛紛趕來，要求留下守城，不多時便有五十餘人。
步尼公嘆了一口氣，答應護送留城百姓撤離。步尼公領軍護送百姓離開後，諸葛清嵐與冷秋霜二人便率領留下來的五十餘名宋兵在城內設下陷阱。
數個時辰後，拓跋建率領一萬魏軍奔襲而至，見城門大開，眼光所及，城內沒有一人，僅有諸葛清嵐端坐城樓之上，焚香撫琴，琴音嫋嫋，清商而流轉，逸遺世而越俗。
拓跋建大笑，道：“區區空城計，便想騙過我們嗎？”便欲下令進軍。副將勸道：“將軍，以防有詐，不如先派末將率領數百人進去打探。”
拓跋建道：“也罷。”副將率領五百人進城打探，諸葛清嵐渾然不覺，兀自彈琴。
五百魏軍進城後，轟隆一聲，城門關閉，緊接著便是轟鳴雷聲與慘叫聲。片刻之後，萬籟俱寂，僅留玲玲琴聲。
諸葛清嵐精通機關術，在其帶領下，留守留城的五十宋軍佈下了足以擊殺千餘兵馬的陷阱，再輔之以原火藥，進入留城的五百魏軍尚未看到敵人影子，便盡數死於各種精妙陷阱。
留城之外的拓跋建耳聞轟鳴雷聲，不由膽戰心寒，其不知原火藥為何物，卻知曉火石絕無此等威力，因此無法猜到城內到底發生了何事，又見諸葛清嵐氣若等閒，不禁心怯。
拓跋建思索片刻，對左右道：“派兵打探方圓五里，看看是否有宋兵埋伏。”左右剛欲依令行事，拓跋建忽覺身後有異，不及多想，連忙前躍，一道劍氣擦傷其左臂，鮮血直流。
刺殺拓跋建的正是冷秋霜，其雖精擅飄渺雲煙步，但終究難在一萬大軍中避過所有耳目，故而被拓跋建察覺，未能一擊奏效。
四周魏軍見有人行刺，紛紛湧來，將冷秋霜包圍。拓跋建早已心怯，見有人行刺，便有了撤軍的藉口，連忙駕馬離開。
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