李嗣源的主力大军一撤，赵思温以为是耶律德光大军杀到，立马突破唐军防线，想要和耶律德光汇合。幽州城内的赵德钧得知唐军主力撤了，也在为自己擅自撤军而后悔，说不定赵思温已经在责怪他两面三刀了。于是，见风使舵的他，得知赵思温突破了唐军防线，再次派遣幽州兵马出城，协助赵思温。赵思温深知赵德钧是随风倒的小人，可是，眼下唐军未败，想要占领幽州，还需要这样的小人在位。于是他接受了赵德钧所谓的内部不稳的理由，同意共同抵御唐军。
赵思温突破卢沟桥旁的唐军，派出不少斥候侦查，都没有发现耶律德光主力大军到来的样子，于是，在没有得到辽主撤退的命令之前，他只能坚守幽州城，决不能主动放弃一寸土地。于是，他一方面派人到喜峰口打探，一方面坚守卢沟桥，保护幽州的西南，而五万幽州兵马，则被他安置在侧翼，随时准备援助自己。赵思温知道幽州军不可靠，所以没有将守护桥头的重要任务交给他们。
一接到云州失陷的消息，李嗣源差点有些不知所措，他明白，眼下的要务就是让耶律德光驻守在云州，决不能让他威胁到太原的安危。于是李嗣源立马命令喜峰口的石敬瑭和沙彦珣，立马率兵赶到云州城下，而自己则整顿好兵马，留下五万兵马与辽军对敌，自己率领十五万大军直奔云州。李嗣源知道辽军的守城能力不强，只要他们守城，自己就有绝对的把握夺回云州，一旦耶律德光趁虚攻打太原，那就是中原的灾难。
石敬瑭也明白云州的重要性，他来不及责备沙彦珣，主动替他请罪，为他争取了立功赎罪的机会。接着，他便率领手下五万兵马和云州的五万兵马，共计十万兵马日夜兼程赶到云州城下，好在耶律德光并没有立即出击，而是选择在城内休整二日，就是这短短的两天时间，给了石敬瑭机会，也让耶律德光失去了入主中原的一次好机会。
耶律德光在东丹国时，学习了不少儒家、佛教、道教经典，这让他的汉语水平迅速提升，汉文化的精妙、深邃，仿佛一个无形的黑洞，不停地吸引着他。一有时间，耶律德光就翻看从汉地流传过来的书籍，或者和投降的汉人大臣闲谈。而汉人大臣韩延徽则成为了他亦师亦友的亲信，对于韩延徽的建议，耶律德光基本上是言听计从，可是在入住中原问题上，耶律德光并没有听从韩延徽的建议，执意要介入幽州的叛乱，他认为，契丹人不能像以往的匈奴人、突厥人一样，只做草原上的狼王，更应该成为前唐太宗那样的天可汗。因此，这次出征，韩延徽因为政见不合，没有在身边。
石敬瑭率领十万兵马来到城下，耶律德光很是兴奋，趁着石敬瑭立足未稳之际，率领十万契丹骑兵出城进攻，石敬瑭的唐军刚到，气还没喘足，就被契丹骑兵一阵猛烈攻击，再加上石敬瑭和沙彦珣两军没有做到协调一致，指挥上发生失误，致使唐军遭受重大损失。石敬瑭大败而走，耶律德光见石敬瑭服装有异，知道他是唐军高层将领，亲自率军追击。石敬瑭集合不少唐军，本想回身再战，却被契丹骑兵冲散，耶律德光也直逼石敬瑭，石敬瑭奋力拼杀，两人战了几十回合，挡他不住，只好再次拍马而逃。契丹人善骑射，好在耶律德光爱才，想要生擒石敬瑭，这才下令禁止放箭，生擒石敬瑭，这才让石敬瑭逃得性命。
石敬瑭战败，沙彦珣的云州军也不堪一击，被契丹骑兵冲散，好在沙彦珣占据了一块小山坡，削弱了马的冲速，这才让他逃过一劫。辽军面对山坡上的沙彦珣，无可奈何，一旦下马，他们的机动性就丧失了。于是，只好发挥他们骑射的优势，来回射箭，好在沙彦珣云州军的盾牌很不错，弓箭手也很厉害，开始和辽军对射。辽军占不到便宜，只好撤退。
石敬瑭却没有那么幸运，虽然免去了杀身之祸，可是后面有不少契丹骑兵追杀，被人追杀的日子总是不好过，石敬瑭也是如此。他慌不择路，夺路而逃。身后的几十名骑兵眼看就要追上，忽然转过一个山脚，这里竟然驻扎着一支大部队，这些契丹骑兵刚露头，就被无数的箭雨射来。耶律德光看了，深深地叹了口气，无奈的返回了云州。
原来，刚才山脚的那支大军，就是李嗣源的十五万主力部队。他们一路行军，在此休整，却不料看到石敬瑭慌忙逃跑而来，若不是军中将士认出他来，只怕就要死在唐军箭雨之下了。石敬瑭只好躲在一旁，辽军刚露头，就被唐军箭雨攻击，不少倒霉蛋中箭。耶律德光见状，只好撤退。
此时的石敬瑭，在一路逃跑中丢掉了头盔，为了减少马匹的负重，臂甲也被他丢掉，整个人很是狼狈。此时的河东军也是损伤惨重，两万人战死，一万人受伤，剩下的两万人结成方阵，才避免了被辽军全歼。经此一战，石敬瑭吓出了恐辽症，一听到辽军来袭，他就吓得不敢抵抗。
李嗣源正要开拔到云州城下，却在此处看到了爱将石敬瑭，他很是惊讶，连忙问道石敬瑭是怎么回事。石敬瑭哪里敢说实话，只好说在行军途中遭遇辽军伏击，自己和沙彦珣失去联系，只身逃到此处。李嗣源大怒，说道：“大军未出，先锋失利，论罪当斩”
眼看皇帝要治自己的罪，石敬瑭连忙推卸责任，说是沙彦珣不听指挥，故意停滞不前，所以导致自己五万兵马战败，请求陛下先治沙彦珣的罪。李嗣源本来就没有杀的意思，无非是想借着这个机会杀鸡儆猴。于是，在众将的苦苦哀求下，李嗣源“收回成命”，让他留在军前，戴罪立功。