札兰丁三万步兵应对失吉忽秃忽的三万骑兵，不了解当地情况的人会认为札兰丁在自寻死路。八鲁湾地区地面凹凸不平，有许多坑洞，不适宜战马驰骋，却适合步兵进击。所以失吉忽秃忽的骑兵就丧失了本该有的优势，很多骑兵的马蹄陷入坑洞，动弹不得，战到一个时辰时，已经是步兵对步兵了。
双方的士兵捉对厮打，战事胶着。札兰丁要的就是这一效果。他下令吹起号角，三万余骑兵冲入战场，只在战场周边快速游动乱砍战场中的蒙古人，而不深入战场内。
失吉忽秃忽眼见已被包围，下令分散撤退，在撤退过程中，他的三万人被札兰丁骑兵猛烈追击，如刀切西瓜，脑袋乱飞。失吉忽秃忽逃到安全地带时，检点人数，发现只剩一千余人。
八鲁湾之战，是成吉思汗西征以来所遭受的最大一次失败，也是唯一一次失败。八鲁湾之战的噩耗通过山岭和河谷很快传遍各地，成吉思汗痛心疾首，但他却和往常一样不动声色地说：“失吉忽秃忽以前总是打胜仗，没有受过挫折。现在他尝到了失败的滋味，以后会聪明、成熟起来。”
