號稱太行八陘第一陘的軹關天險給東都援軍爭取到了寶貴的應變時間，一路勢如破竹的李淵叛軍偏師段志玄部殺進河內郡，軹關以西的王屋縣倒是乾脆利落的投降了李淵叛軍，不堪暴政的王屋百姓也成群結隊的加入李淵叛軍，加上此前在路上招募入伍的流民百姓，段志玄軍已經從出發時的三萬軍隊擴大至超過四萬人，可就在段志玄準備一鼓作氣拿下軹關的時候，河內都尉獨孤武都卻率領援軍搶先趕到了軹關。
獨孤武都也勉強算是一個稱職的朝廷官員，儘管只帶來了兩千地方鄉兵，軹關也只有一個校兩百來人的守軍，總兵力與聲勢浩大的李淵叛軍有著天壤之別，儘管已經悄悄做好了情況不對就放下武器投降的打算，但獨孤武都還是毅然拒絕了段志玄的關下招降，咬著牙齒說什麼都要和叛軍打一仗再說，多少算是報答了隋煬帝給他的俸祿和給他有機會貪贓受賄的恩情。
最狹窄處只有八米寬的軹關天險給了獨孤武都報答國恩的機會，洶湧殺來的叛軍人潮受地形限制，無法發揮兵力優勢，只能是以少量兵力輪流攻打關隘，四十年前還是北齊北周國界線的軹關關城雖然久疏戰事，防禦器械嚴重不足，但破敗關城尚在，獨孤武都麾下的鄉兵還可以躲在關牆上往下砸石頭，獨孤武都也親臨第一線指揮迎戰，用木頭撞翻了叛軍數量不多的飛梯，也用刀子逼著部下拚死抵擋攀爬攻城的叛軍士兵，費盡了九牛二虎之力，總算是打退了叛軍第一天的進攻。
軍隊一路急行，多少有些疲憊，攻城武器嚴重不足，地勢險要，天色又已經入黑，考慮到了這些客觀因素，段志玄犯了一個要命錯誤，沒有不惜代價的連夜攻城，選擇了接受部下張道源建議，讓軍隊在關外露宿一夜，同時準備攻城武器，第二天、同時也就是八月十九這天再發起攻城。
與此同時的東都這邊，八月十七這天接受了裴行方的建議決定出兵後，陳喪良當天就命令軍隊做好了出征準備，又立即命令孟津渡為東都援軍準備好了渡船，八月十八這天清晨，隋軍大將劉長恭和黃桃樹率領的兩路援軍同時出發，當天正午就全線渡過了黃河，然後黃桃樹（別笑，真有這人）率領八千援軍急赴臨清關，劉長恭則以報國軍趙昱部為先鋒，一路直奔軹關而來。
當天入夜後，劉長恭本打算讓軍隊紮營休息，參軍裴行方卻提出軍情如火，力勸劉長恭連夜急行，待抵達軹關再休息不遲。而劉長恭雖然無能，卻因為和陳喪良關係好得差不多穿一條褲子的緣故，給了好友表弟面子，只讓軍隊留宿了兩個時辰就繼續向軹關趕來。同時裴行方又找到了趙昱，命令他第二天先行出發趕往軹關增援，要求所有報國軍將士解下顯眼白袍，暫時別暴露身份，又把一面意義重大的旗幟交給了趙昱，在趙昱耳邊低聲叮囑交代了許久。
段志玄為他的錯誤付出了巨大代價，八月十九日這天，準備了大量飛梯的李淵叛軍再次發起強攻，唐儉身先士卒率軍攻城，叛軍將士以驚人意志克服不利地形，大批大批殺到城下，踩著連樹皮都沒有來得及颳去的粗糙飛梯瘋狂衝鋒，以鋤頭鍬奮力挖掘年久失修的關牆，獨孤武都率領的河內雖然也鼓起勇氣抵抗，卻還是擋不住叛軍的如潮攻勢，再是如何的拚命放箭拋石，卻還是擋不住叛軍衝上關牆。
午時將至，當看到第一面紅白色的叛軍旗幟插上關牆頂端時，關牆下的叛軍隊伍頓時爆發出了山崩海嘯的歡呼聲，段志玄和張道源也雙雙面露喜色，在馬上各伸一手擊掌相慶，齊聲笑道：「關破矣！」
「噢——！」無數的噓聲又突然響起，段志玄和張道源驚訝再看軹關時，卻見自軍旗幟已經消失，同時已經衝上關牆的自軍士兵也在下冰雹一樣紛紛向下滾落，隱約還可以看到許多穿著明光鎧的隋軍士兵已經衝上了城牆，正在向趕鴨子一樣的驅逐著自軍士兵屠殺，自軍士兵在他們面前彷彿沒有任何抵抗之力，被殺得連飛梯都來不及登上，直接就跳下關牆逃命。見此情景，段志玄和張道源再一次異口同聲，整齊驚呼道：「出什麼事了？城上是什麼官軍？這麼厲害？」
「段軍頭！快看！」驚呼聲再次響起，段志玄和張道源再仔細一看時，卻又目瞪口呆的看到，軹關的關牆之上，突然又樹起了一面紅底黑字的帥旗，只是隔得太遠，暫時看不到那是誰的旗幟。
「軍頭！軍頭！我們成功了！我們成功了！」
段志玄和張道源的問題很快有了答案，率軍衝鋒的唐儉快步沖了回來，隔著老遠就歡呼道：「是陳應良的東都留守大旗！陳應良親自來了！我們成功把陳應良引來了！」
恍然大悟，段志玄和張道源終於明白城上隋軍為什麼會這麼兇殘了——是個主帥都會把最精銳的士兵帶在身邊，也頓時就面露喜色了，那邊唐儉則又問道：「段軍頭，是否還要繼續強攻？關牆上的官軍十分厲害，我們衝上關牆的人都已經算是勇士了，可照樣打不過他們，被他們一個衝鋒就全部打下關牆。」
仔細再看關牆戰場，段志玄發現情況正如唐儉所言，新來那些隋軍士兵確實已經把自軍士兵全部打下了關牆，本已接近崩潰的軹關守軍也乘機穩住陣腳，重新開始以大木撞擊自軍飛梯，同時關牆上落石也陡然猛烈了許多，但段志玄卻不肯死心，說道：「陳應良雖然親自率軍前來，但目前來的肯定只是前鋒，大隊主力肯定還在後面，我們還有最後一個機會，再猛攻一次！如果我們能夠搶在官軍大隊趕到之前攻破軹關，說不定還能拿下陳應良的首級，那我們就為大將軍立下蓋世奇功了！」
段志玄今年只有二十歲，張道源和唐儉的年齡都和他差不多，都正是急於建奇功立威望的年紀，聽了段志玄的話後自然全都叫好，不僅沒有勸阻，還約定三人輪流率軍衝鋒，不惜代價的嘗試攻破軹關，乘著隋軍大隊尚未趕到的機會，打破陳喪良的不敗神話。
飛蛾撲火，先行趕到軹關戰場的報國軍將士雖然僅僅只有二百一十一人，但最狹窄處僅有八米寬的地形，卻足夠報國軍將士從容守關，甚至還可以輪流休息輪流應對來敵，叛軍士兵再是如何的奮力衝鋒，每次能夠投入進攻的兵力也始終不多，好不容易頂著羽箭落石、踩著簡陋飛梯衝上城牆，又馬上得面對數名報國軍將士的圍毆，再是如何的拚命廝殺，也照樣逃脫不了被報國軍將士獰笑著砍成碎片的下場，奮勇登城的叛軍士兵常常是連對面敵人長什麼模樣都沒有看清楚，就已經是身首分家，或者是已經被鐵槍扎透了心窩，沖得越猛，損失越大。
有了報國軍將士頂在前面，驚魂漸定的河內隋軍也逐漸開始發揮作用，見縫插針以羊頭石拚命砸向來敵，也集中弓箭覆蓋關道是的密集敵人，取得了不小戰果，李淵叛軍的傷亡數字也迅速向上攀爬。段志玄和張道源等將各自率軍輪流衝鋒了一次，不僅都沒有得手，還反倒都損失了一兩百人的兵力。
看情況不對，山上斥候又飛報看到軹關背後塵土衝天，證明隋軍大隊已經在逐漸逼近軹關，段志玄不得不下達了退兵命令，擁擠在狹窄關道上的叛軍士兵狼狽後退，軹關之中也頓時響起無數的歡呼聲。聽到這歡呼聲，段志玄也沒怎麼作惱，還不屑的哼了一聲，道：「陳狗官，別得意太早，只要把你牽制在這裡十天時間以上，我就算完成大將軍交代的任務了！」
哼罷，段志玄還衝著陳喪良的帥旗重重吐了一口濃痰，再一次證明了反隋反國的李淵叛軍集團的低下素質，不講衛生作風。
當天下午申時過後，劉長恭率領一萬援軍順利抵達軹關，在軹關東門外立下大營，期間劉長恭帶著裴行方和劉黑闥等文武助手親臨軹關視察，看到了軹關險要地形後，第一次來這裡的劉長恭哈哈大笑，說這仗太好打了，自軍只要緊守關隘，用不著出關交戰，熬都能把敵人熬死。而裴行方和劉黑闥卻都不肯罷休，馬上著手詢問戰事過程，了解敵人情況，越俎代庖安排斥候偵察敵情，描畫地理圖本，商議破敵之策——這兩位爺一位是新降將，一位連二十歲都沒到，可是比段志玄等人更急於建奇功，立威望。
「看到了兄長的旗幟還沒有退兵，竟然還發起了三次進攻，我們這次的對手，野心不小。」裴行方說道：「而且還很有頭腦，看到我們的援軍到來，不但不慌不亂，還立即認定我們的援軍大隊還在後面，搶時間又發起了三次進攻，目的不僅是抓住最後機會，恐怕還有想要打敗甚至殺害我兄長的意圖。」
「是有一套，換成了是我，我也要抓住最後機會攻一攻。」劉黑闥先是點頭附和，然後又說道：「行方兄弟，這裡的斥候太爛，連敵人有多少兵力、如何駐紮都沒有探清楚，乘著天色快黑了，我去一趟敵營，摸清楚那裡的情況，然後再商量怎麼收拾他們。」
「明天吧，我們昨天晚上只休息了兩個時辰，你太累，軍隊還沒有立營完畢，忙過今天再說。」裴行方提議，又道：「再說了，天太黑，你又從來沒來過這裡，去了也看不清楚敵營布置。」
劉黑闥一想也是，便也沒有堅持，裴行方又向劉長恭和獨孤武都提出建議由東都精銳和河內鄉兵聯手拱手