正在无可奈何之际，猛听得官军方向号角齐鸣，杀声震天，段婉曦、段宗扬率一千骑兵分左右两翼由阵后杀出，劈波斩浪般冲开义军队伍。段婉曦一马当先，冲锋中连射七十二箭，箭无虚发，骁骑营将士发箭相应，贼众大骇，望风披靡。两路骑兵很快撕裂长阵，直透其背，而后在汾水边上会合，回头兜击甄翟儿中军。段思廉中军大纛高举，率领大队步兵列队反扑，前后夹击。义军本就未经战阵训练，勉强摆好的队伍阵形又乱成一团，乍逢剧变，都慌了手脚，各自为战，很快被官军各个击破。甄翟儿的中军遭到段婉曦、段宗扬、侯世昌轮番打击，死伤大半。战斗力更弱的其余各部斗志全无，纷纷作鸟兽散，再也无法聚集起来负隅顽抗。甄翟儿见势不妙，只得率领身边的数百骑兵，趁乱脱离战场，夺路向东逃窜。
段思廉传下将令，降者一概免死。义军经此重大打击，彻底瓦解，加上对段思廉的宽大政策有所耳闻，自然纷纷拜降。段思廉命王威依前例妥为安置，众人无不悦服。至此，困扰河东九个月之久的历山飞之乱划上了一个句号。