膚施城中，有著大量的胡人留下的東西，錢糧沒時間清點，只將大量的箭矢，火油，動物油脂，條石，木頭，全搬到城墻下備用（不能全搬城上，礙事），靠近城墻的房子，全拆了，取材料用于守城，搬上城頭或城下待守城時備用。
第二天，沒有胡人來攻城，城外出現了不少胡人的偵騎斥候，漢人繼續做著守城準備。
第三天一大早，城外人喊馬廝，號角震天，胡人大約3萬多騎兵遮天蔽日呼嘯而來。離城2里立下軍陣，從胡人軍陣中沖出一員大將，手持大號狼牙棒，跑到城下大叫：“嘰里瓦拉瓦拉……”
程昱和關羽面面相噓，呃，聽不懂啊！
典韋在旁邊大叫一聲：“不好意思，聽不懂啊，會說人話嗎？”
胡人將軍一楞，立即改口道：“會的，會的！卑鄙的漢人，竟敢偷襲俺們的城，俺不服！有本事下來一戰！”
程昱哈哈大笑：
“漢語說得這么好，稍后留你一條狗命！”
說罷，示意典韋出戰。
典韋轉身走下城樓，手持雙鐵戟，打開城門，縱馬出城，也不打話，直沖胡人大將。不到十合，斬下胡人大將一條胳膊。胡人狼狽逃回陣中。
“俺們軍師說了，你這廝漢語說得好，留你一條狗命。“典韋對著胡將的背影大聲叫道。
哈拉托一揮手，又有兩員大將沖出，想要雙戰典韋，典韋將鐵戟掛在馬上，取兩支小戟在手，轉身投向兩員胡將，胡將雙雙落馬。
哈拉托大怒，讓傳令兵吹響號角，一萬胡人騎兵如潮水般漫涌過來。
程昱見狀，連忙鳴金召回典韋，關閉城門。
一萬胡人，前排舉著大木盾，木盾后是幾十架云梯，云梯后是刀盾兵，刀盾兵后是弓箭手，梯次分明，軍列頗為嚴整。緩緩向前推進。
看得程昱關羽暗暗點頭，這哈拉托也算是個將才啊，不負匈奴悍將之名。
此時的很多羌胡，因與漢人雜居，已經開始掌握各種攻城器械和攻城技巧，要不然五胡亂華時，也不會打得下中原的那一座座的堅固城池。
何況像云梯這樣的設備，很容易就能制造出來，沒有任何機密性的。
胡人進入射程后，云梯隊和刀盾隊開始加速，弓箭手則在木盾后向城頭放箭。
城頭開始還擊，與城下對射。此時，漢軍裝備的優勢就徹底體現出來了。王嵩給騎兵裝備的鎧甲，上半身是鋼鎧，頭盔里也鑲嵌著鋼片，守城時剛好只有上半身暴露在外，鎧甲和頭盔起到了很好的防箭作用，只要不是被射中面門，基本上就沒什么事，而胡人穿皮甲或皮衣，箭矢都能射穿，死傷累累。好不容易把云梯掛上城墻，上面石頭，木頭，象下冰雹一樣往下猛砸，待到云梯下胡人聚集，幾壇火油丟下去，再丟一個火把，連人帶云梯一起點燃。
胡人攻打了一個上午，損失了500多人，卻沒有一個胡人能登上城頭。
哈拉托傳令收兵，胡人紛紛退去。
下午再戰，增加了攻城錐，用攻城錐沖去城門，用了一個時辰，攻城錐終于撞破城門，胡人蜂涌著沖進甕城，程昱讓人丟下幾個汽油燃燒瓶，汽油引燃早就倒在地上的火油，將蜂涌而入的上千胡人燒得干干凈凈。哈拉托無奈，只好傳令收兵。
待胡人退去之后，關羽下令用巨石封死四座城門洞。
第四天，城外胡人增加到5萬多人，云梯也增加到了六七百架。
哈拉托正式開始發力，將胡人分成四部，四面圍困，四面同時發動進攻。漢軍仗著高大的城墻和精良的鎧甲，與胡人死戰，牢牢地控制著城墻。
此時，城外的羌胡首領哈拉托，也得到了的龜茲縣以東地區被漢軍掃蕩的消息，派去聯絡的人員，還是發現了龜茲縣城被漢軍占領及附近村寨慘遭屠滅的情況。
通過權衡利弊，哈拉托沒有分兵去攻龜茲城，而是選擇集中所有力量攻打膚施的方案。
哈拉托將情況告訴了羌胡各族首領，說明了形勢的嚴峻性。這些首領主要來自膚施的南部和西部地區。東北部地區的首領都沒有來，也讓他們嗅到了危險的氣息。
通過一番商議，首領們再次征召部落中所有能戰的男性甚至健壯的婦女，并再次派人去通知更西部地區的羌人前來助戰。決定孤注一擲，先滅掉膚施城里的漢人，再去收復龜茲縣及東北部地區。
第五天，城外胡人增加到七萬多人，已經有胡人數次登上城頭，但都被漢人趕下城去。這四天守城，漢人累計傷亡2000多人。能戰者不足8000人。被解救的漢人奴隸男子，也披上從漢軍陣亡將士身上解下的鎧甲，拿起武器加入到守城戰中，女子則照顧傷員，幫忙包扎傷口，為漢軍做飯送飯。
第六天，城外胡人增加到接近9萬人！形勢非常嚴俊，眾將士都臉帶憂色，關羽的臉色也變成了紅中帶黑，唯有程昱一臉坦然，神色自若。
程昱向眾將士道“最遲明天，張翼德必至！“ 于是軍心安定，拼死守城。戰至天黑，能戰者已不足6000人。好在守城器械資料很多，尚能勉強堅持。
且說張飛等四將，帶領3萬人，沿途掃蕩，殺死胡人男女老幼近20萬，俘獲胡人年輕女子5萬多人。沿途收容漢人及解救漢人奴隸共8萬多人。另有繳獲馬匹10多萬匹，牛5萬多頭，羊60多萬，金銀糧草器械無數。
大部分被解救的漢人被集中安置在幾個大的據點，協助看押被俘的胡人女子及牛羊馬等物資。
少部分愿意從軍的漢人青壯則加入了張飛的漢軍之中，隨軍作戰。進入龜茲縣時，兵力已經增加到5萬多人。
進入龜茲縣之后，周倉向張飛轉達了關羽（程昱）的計劃之后，張飛便安排周倉領2000精銳及3000被解救的奴隸兵駐守龜茲城，負責看守繳獲的物資，然后置換出守原來周倉的3000漢軍精銳，領著張遼晏明，急行軍去策應關羽。
張遼向張飛獻策，采用突襲作戰。于是張飛命令軍隊晝伏夜行，在第二天夜間趕到離敵營20里處，此時斥候來報，膚施城處境艱難，恐有破城之危。
得斥候回報膚施城的情況，張飛很是擔心典韋和關羽的安危，即刻就要發起進攻去救他大哥二哥，張遼力勸張飛不急于進攻，而是休整一天，讓將士養足力氣，然后要等胡人再次全力進攻時，出其不意進攻胡人后方。這樣才會將戰果變到最大。張飛不笨，只是習慣用力不用腦，聽張遼說得有理，欣然接受。
第七天，胡人全力進攻，多次攻上城頭，漢軍拼死守城。戰至中午，胡人背后突然喊聲大起，張飛等三員大將領領著5萬多漢軍騎兵，勢如奔雷一般，從胡人后方猛撲過來。
胡人立時大亂。5萬漢軍騎兵就算正面硬扛，都可以吊打9萬胡人了，更何況是出其不意的突襲？
漢朝時，有一種說法叫“一漢當五胡“，說的就是全盛時期（漢武帝）漢軍的戰力，是胡人的五倍。為什么呢？主要有三個方面：
一，身體強壯程度。漢人的糧食能吃飽飯且有肉吃，而胡人經常餓肚子，漢人普遍比胡人強壯；
二，鎧甲及武器裝備遠比胡人精良；
三，漢朝時期，孺學還是尚武的，民族勇武血性尚在。
關羽典韋看到他們的好基友三弟來了，開心的不得了。趕緊讓人將城門洞里面的石頭搬開，只留1000人守城，帶領其余全部人馬出城夾擊胡人。混亂中張飛遇上哈拉托，兩人大戰數合不分勝敗。
張遼看到兩員戰場指揮官在單挑，覺得大大的不妥，這廝二話不說跑上去，一箭將哈拉托射死了事。
氣得張飛只好一矛捅穿哈拉托的死尸，高高舉起，扯起雷公嗓門哇哇大叫：“哈拉托死了！”
“哈拉托死了！”漢軍紛紛齊聲高喊道 胡人膽喪，有的亡命奔逃，有的跪地投降。
張飛的6萬人馬，休息了一天一夜，精力體力充沛，銜尾追殺胡人80多里，最后四散逃走者不到3萬人。殺敵4萬，俘虜3萬，若加上胡人攻城時的死傷，此戰殲敵超過8萬以上。
膚施周邊地區的胡人青壯，幾乎在這一戰中耗盡。
關羽和張飛乘機將6萬大軍分成數十股，向南和向西掃蕩胡人部落，再次屠殺羌胡近10萬人，俘獲胡人女子3萬多人，牛羊馬等物資無數。
善無之戰殲滅胡人10萬，膚施之戰殲敵8萬，趙云掃蕩西河郡屠殺了15萬，關羽張飛掃蕩上郡屠殺了超20萬！加上俘獲的胡人女子8萬多人，四個月內，胡人損失將近60萬人口！
并州胡人大傷元氣，己經暫時對王嵩的轄區構不成威脅了。
這次的3萬男性俘虜，程昱勸阻了關羽的屠殺，全部押送到樓煩鐵礦和繁峙金礦去挖礦，解決雁門郡挖礦的勞力和苦力不足的問題。
關羽令眾將繼續掃蕩清剿周邊地區的殘余的胡人和漏網的胡人。膚施地區胡人幾乎被屠殺一空，殘余漏網的胡人，紛紛逃往更兩邊的涼州地區或朔方郡等北方草原。
掃蕩羌胡所得的豐富的繳獲也為后續的移民提供了物質基礎。
此次收復膚施之戰，意義非常重大，其中最大的政治意義，在于收復了中華民族的始祖——黃帝的陵寢之地。