刘韐见敌军已进入投石机的射程，冷静地下令道：“投石机射击！”
城头绿旗挥动，早已蓄力已久的投石机发动了，士兵点燃了火绳，随着一连串‘嘭！嘭！’的投掷声，二十颗黑黝黝的震天雷腾空而起，向百步外的西夏士兵头顶砸去。
西夏士兵显然没有经过系统的避炸训练，他们不知道匍匐和盾牌可以在最大程度保护自己不被炸伤，更没有专门的观雷兵。
西夏士兵面对震天雷的袭击，只能低头猛冲，靠侥幸来逃过爆炸袭击，二十颗震天雷在两里宽的原野爆炸了，爆炸声惊天动地，硝烟弥漫，原野惨叫声和哭喊声四起，光直接被炸死的士兵达千人，而被四下飞射弹片击而不幸受伤的士兵更是炸死士兵的数倍之多。
一颗震天雷可以分裂成数百块铁碎片，包括外壳本身和里面填的铁粒子，弹片和铁粒飞射，大片大片的西夏士兵被击而倒下，一轮震天雷的爆炸，伤亡人数超过了三千，西夏士兵着实有点胆寒了。
李察哥心急如焚，西夏军已经杀进百步内，绝不能再撤退，伤亡再多也必须硬战下去，他厉声大喝道：“继续进攻，后退者立斩！”
‘咚！咚！咚！咚！’激烈的战鼓声敲响，数万西夏士兵无法后撤，只能硬着头皮继续冲锋，三千弓弩手率先奔到城下，开始向城头放箭，密集的箭矢射向城头，压住了神臂弩士兵的射击，但三千大弓士兵却站在后面，以抛射形式向下射击，粗大的兵箭如雨点般落下，西夏士兵难以躲避，纷纷箭，或死或伤，损失十分惨重，西夏弓弩手又被压制住，剩下的弓弩手只得纷纷后撤。
以此同时，第二轮震天雷发射了，巨大的爆炸声在人群此起彼伏，不断有士兵被炸飞天，战场硝烟弥漫，碎肉横飞，血沫四溅，被炸死士兵的死状极为惨烈。
李察哥见进攻的士兵已有退意，立刻喝令五百刀斧手前压阵，后退士兵一律杀死，随着数百名士兵被杀后，西夏士兵再次发动进攻，一万余士兵冲到城下，将一架架大型攻城梯搭城头。
刘铁率领五百名投掷手出动了，他们是专门的飞火雷投掷士兵，投掷技巧十分娴熟，他们点燃了很短的火绳，铜棍随即甩出，被细长铁链拉拽的两颗飞火雷立刻盘旋着向攻城梯飞去，‘哗啦！’铁链被梯梁阻挡，立刻左右翻飞，飞火雷紧紧缠住攻城梯，紧接着轰！轰！两声爆炸，攻城梯被拦腰炸断。
不仅是一架攻城梯，刚刚搭城头的百架攻城梯全部遭遇被拦腰炸断的后果，宋军随即向攻城梯倾倒了火油，用火折子点燃，大火迅速将一百多架大型攻城梯吞没了，西夏士兵目瞪口呆，他们无法再攻城，只得纷纷后撤。
远处李察哥看得清楚，百余架攻城梯悉数成了火串，他只得暗暗叹息一声，下令道：“传我的命令，全军撤退！”
‘当！当！当！’撤军的钟声敲响，早已士气丧尽的士兵如退潮一般撤退了。
城头的士兵顿时响起了一片激动的欢呼声。
这场攻防战西夏军伤亡近万人，而大散关却丝毫未损，城守军只有四十余人受箭伤，无一人阵亡，飞火雷和震天雷在这场战役创造了辉煌的战果。
李察哥也知道无法再夺取大散关，不得不率领大军向会州方向黯然撤退。