刘宋建威将军柳元景派柳元怙率领两千步骑前去救援薛安都，于深夜时分悄悄地抵达陕城城南，北魏军队并不知道。第二天，薛安都在陕城西南地带陈兵布阵，出发前，曾方平对薛安都说：“现在，强敌在前，坚城在后，这正是我们应该去为国捐躯的时候。如果你不前进，我就斩了你，如果我不前进，你就斩了我！”
薛安都大声说：“好，正该如此！”于是，两军交战。
柳元怙率领士兵从陕城南门击鼓呐喊杀出，旌旗招展，北魏将士非常恐惧。薛安都一马当先，挺身奋战，他身体多处受伤，鲜血流在肘部凝结，长矛也断了，换了一杆又重新进入战场搏斗，各路大军也是越战越勇。
双方从早晨太阳出来直战到黄昏，北魏军大败，刘宋军斩了魏军的将领张是连提及其将士三千多人，剩下的北魏将士都跳进河沟逃跑，也死了很多，另有二千多人投降。
第二天，柳元景抵达，他责备投降的人说：“你们原本就是中原之国的百姓，现在却替胡虏卖力，而且还等到没有力量抵抗了才投降，为什么要这么做？”
北魏降卒说：“胡虏驱赶我们这些百姓为他们打仗，晚一些出来打仗的就会被诛灭全族，他们用骑兵来驱赶我们这些步兵，很多人在未开战之前就死去了，这是将军你亲眼见到的事情。”
众将领打算将他们全部杀掉，柳元景说：“现在，皇上的旗帜指向北方，我们应该让仁爱做我们的先导，为我们开路。”于是，把这些投降者全部释放，让他们回家，他们都高喊着万岁离去，几天后，刘宋军攻克了陕城。
庞法起等人进攻潼关，北魏的守军娄须闻讯弃城逃走，庞法起占领了潼关，关中豪杰侠士纷纷起来反抗北魏统治，居住在四山的羌、胡二族也都送来犒劳将士的东西，表示归附。
文帝认为东路军王玄谟战败退逃，使北魏军队南下深入国境，柳元景等人不宜单独进攻，于是，便把他们都传召回来。柳元景派薛安都断后，自己率军回到了襄阳，文帝任命他为襄阳太守。于是弘农、陕城、潼关又重新被魏军占领，西路军浴血奋战取得的辉煌成果付之东流。
北魏军反攻胜利后，拓跋焘命诸将兵分五路大举南下。向寿阳方向进军的拓跋仁先后攻克了悬瓠、项城这两个地方，宋文帝害怕北魏军队攻到寿阳，就命令刘康祖班师回朝。拓跋仁率领八万骑兵追击刘康祖，在尉武追上了。
刘康祖只有八千将士，副将胡盛之打算依靠山势的险要，让军队从小路到达寿阳，刘康祖大怒，说：“我们亲自到黄河搜索敌人，没有搜索到；值得庆幸的是他们自己送上门来了，怎么能躲避他们呢？”
于是，他让军队结成一个个车阵，继续前进。刘康祖对军队下令说：“回头看的人斩首，转过身去的人砍断双脚。”
北魏军队从四面八方将他们包抄围攻，刘宋军将士都拼死同魏军搏斗，战斗从早晨一直进行到下午，刘宋军击杀了北魏一万多人，血流成河，淹过人的脚踝。刘康祖身上十余处受伤，但斗志却更加高昂。
狡猾的魏军将剩下的将士一分为三，采用车轮战术，便休息边作战。这时，夜幕已经降临，风力很大，北魏军队就借此用战马驼着草，火烧刘宋军营。刘康祖一边救火一边补救营垒，一支流箭飞来穿透了他的脖子，他从马上栽下身亡。主将身亡，其余将士无法继续战斗，随即崩溃，北魏军追击堵截，几乎将刘宋军斩尽杀绝。
刘宋南平王刘铄派王罗汉率领三百名将士戍守在尉武，北魏军突然涌入，将士们想要依靠附近的矮树林进行自卫，王罗汉认为自己接受命令驻守于此，不能离开。
北魏军攻入尉武，结果生擒了王罗汉，他们用铁链锁住了王罗汉的脖子，让三郎将看守。深夜，王罗汉砍掉了三郎将的头颅，自己抱着铁锁逃到了盱眙。
北魏拓跋仁乘胜继续向寿阳进军，他们沿途烧杀抢掠，无所不为，劫掠了马头、钟离两地，南平王刘铄绕城加固严密防守。
北魏国主拓跋焘的大军占领了萧城，而萧城距离彭城仅仅十多里，在彭城驻守的刘宋军队数量虽多，但军粮不足，太尉刘义恭打算放弃彭城，返回南方。沈庆之认为历城兵少粮多，建议用箱式战车装载，派精锐部队作外侧羽翼，夹道护送江夏王刘义恭、武陵王刘骏二个王爷和他们的妃子和子女，直奔历城，又分出一部分士卒给萧思话，让他留下驻守彭城。
何勖则建议奔向郁洲，然后乘船从海路返回京师。刘义恭离开的决心已定，只是对这两个提议有争议，讨论了一天最终也未决定。
沛郡太守张畅坚决反对，他说：“如果我们可以到达历城、郁洲，我怎么敢不高声表示赞成！而如今彭城内军队缺少粮食，老百姓都有逃命的想法，只是由于城门紧闭，城池防守坚固不能出城而已。百姓一旦走出城门，就会各自四处逃散，我们想让他们到达应该到达的地方，又怎么能够办得到呢！现在，我们军中粮食虽然不多，但短期内还不会吃完，哪里有抛却安全的办法而往危险死亡的路上去的呢！如果一定要弃城离去，我请求用自己颈项上的鲜血去玷污大王的马蹄。”
武陵王刘骏也对刘义恭说：“叔父你既然身为主帅，要走要留不是我能干预得了的。可是我身为一城之主，如果也放弃城池奔命逃生，我实在是没有脸在朝廷任职，我也一定要和彭城共存亡，张太守说的话，我们不能不听呀！”刘义恭这才决定留下不走了。
拓跋焘大军终于抵达了彭城，在戏马台（彭城城南，高十仞，方百步，是项羽所筑）上设立毡屋行宫，以此来观察城内的情况。
