之后，孙坚又继续进军太谷关，董卓得知后便亲率手下主力前去与其对垒。而后，董卓并未多加考虑，只想尽快结束战斗，所以便将手下主力尽数出于太谷关外，并摆开相应的阵势要与孙坚正面对决。而彼时孙坚也采用了相同的战法，但孙坚这方的人数要比董卓那方多，且部将的作战能力也都不逊于董卓那方，因而对于董卓而言其此番兵力尽出的做法并不完全都是正确而合宜的。
只见孙坚那方以孙贲率主力在前方正面出击，而由程普与黄盖分布两翼应对董卓那方的李傕与郭汜两支。而后双方正式交战，并在鏖战正酣之际，孙坚又亲自率领手下精骑朝董卓本部发动突击。而由于董卓彼时年岁见长，体型也过于肥胖，以至于灵活度上比之前有所减弱，因而并不大是此时正值精壮时期的孙坚的对手。而董卓这边在交战上一稍稍的落入下风，对于其这方整体在战场上的交战形势就引起了相应的不利效应，再加上其总的人数上也没有孙坚那方更占优势，以至于他这一方在攻势上就落得有些抑扬顿挫。
而就在双方继续鏖战之际，孙坚那之前一直没有出现的长子孙策这时却突然的出现了，而且一出现就是浑身一阵带风，整个一王霸之气瞬间侧漏。而在孙坚预先的指示部署之下，那年轻的孙策便带着一支队伍朝着那后方的太谷关发动了奇袭。而彼时那负责镇守关隘的便是那胡轸，而尽管孙策在兵法上目前还不大精通，但那胡轸也同样不是太会指挥。而在个人武力上那胡轸也不是孙策的对手，以至于被孙策很轻易的就给突上了关头。而彼时那胡轸眼见孙策已经带人杀上关头，心下知晓自己也多半不是其对手，因而也没有多作考量便立时率领手下亲信的侍从撤离了关卡，并随后朝着后方洛阳的方向退去。
彼时，董卓这方还在那里作殊死搏战，那胡轸却根本也不管不问，这多少可能会让人感到有些寒心。而董卓一得知太谷关已被孙坚使用奇袭之计打开，于是为了避免后方退路被抄断，他便立时弃掉了与孙坚之间的战斗，而赶紧下令让部下们全部冲回到关隘里。而尽管其与所部又顺势的回到了关隘里面，但由于孙坚也紧随其后的追赶而来，以至于董卓不得不又继续向后撤退，随后双方便在园陵之间展开了游击交战。
而这时那孙策原本正追击胡轸，却发现对方那坐骑实在跑得太快，一时间怎么追也追不上，于是追击不成便只好又立时调头返回。而后那孙策便寻机从后方对董卓进行了包抄，且打了董卓一个措手不及，于是董卓便在腹背受敌的情况下，又因为人数上的劣势和气势不足的缘故，而被迫选择突围撤离，并随后退回到了洛阳城里。
随后，李傕与郭汜等人纷纷请求追究胡轸失守的罪责，并要求对其军法从事。然而董卓却并没有去追究胡轸的过失，而只是将此战失利的缘由归咎于此番是他们人数不及的缘故。随后，董卓便调派李傕与郭汜两人去增防孟津关与小平津关，且调朱儁返回与吕布一起镇守洛阳，然后他自己便带着胡轸一起往函谷关以西去调派大军，准备在增添到足够的人数时再来与孙坚对决。
原本董卓以为让吕布和朱儁一起镇守洛阳应该是万无一失的吧，但他却没有想到那个朱儁此时已经与关东联军暗中通谋，所以随后孙坚率军来到的时候，他就准备要响应孙坚看如何来使那方获得此番交战的胜利。不过对手毕竟是吕布，即使这方有他作为内应，也不一定能够完全获得作战的胜利，毕竟吕布那方武力超群，手下将士们也个个骁勇善战，如果正面接触肯定几个突击就能把他们这方给杀伤不少。所以他此番肯定要设想一个万无一失的计谋，而后才可以确保对此次战斗取胜的万无一失。
之后，朱儁与吕布商议，如果孙坚来战，其可率属下骑士正面冲击孙坚，可以使用锋矢之阵型直接破开孙坚前阵。而后孙坚所部阵势一旦被破，其必将自乱阵脚，彼时他再兵出城外，其那方再率骑士斗转回头，然后他们双方前后夹攻，当可使孙坚覆败于此。
朱儁所提出的这个战法与吕布所一贯使用的有一定的不同，尽管他稍微的迟疑了一下，但还是对朱儁点头表示了同意。而后，孙坚率兵来战，由吕布出城前去迎击，结果孙坚这时忽然转变了阵型，摆出了一副凹型阵列，并将重盾兵在前，将弓弩兵在后，并在吕布朝孙坚进行冲击的时候，而逐渐发起了弓弩齐射攻击。
而彼时的吕布及其属下无论是人还是坐骑，都装备了相应的护甲，所以孙坚那方的弓弩齐射并未能对他们起到什么杀伤作用。不过接下来的情况就比较出人意料了，孙坚居然搞了一批冲城车过来，而且预先在后面摆好了同样的凹型阵列，等到吕布带队冲击过来的时候，其原本的队列便立时迅速地散开，致使吕布等众顿时冲入了那凹型的冲城车群里去，不但立时给阻挡住了去路，还将其原本的队列阵型也给破解了。
而后，吕布一众便被孙坚又用冲城车给堵截住了往回的后路，当然也没有堵得那么严实，只是让吕布无法再临时组织起有效的队列阵型再对他们进行冲击而已。而原本吕布统率骑兵的主要用途就是主要负责侧面奇袭和野战冲锋等一类的情况，但眼下却听了朱儁的意见反其道而行之，结果就被孙坚从正面设伏给一下陷到了里面去。不过按照朱儁的意思他在这个时候应该会出来帮忙夹攻孙坚，结果吕布四下张望而去，却发现对方那边竟然没有丝毫动静，于是吕布顿时明白了过来，朱儁这多半已是叛变了。
随后，吕布便不再对旁人抱有任何的期望，且也不再有任何的保留，而径自带领手下的骑士们从冲城车队列的空隙处突围而出，并向西朝着函谷关的方向一路奔行而去。而彼时的孙坚也没敢阻截和追击，所以吕布很是顺利的就率部前往了函谷关那里。
随后，当董卓得知连吕布也被孙坚击败而往西退走，就不由得立时感到有些不可思议，因为在印象中他是从来没有听说过吕布有哪场战斗是被对手打败过的，这可是破天荒的头一次。不过当他随后了解到是因为孙坚设置了埋伏，再加上朱儁的临阵变戈，才迫使吕布在被困后不得不突围退走的时候，便立时感到了有些释然。而后他又叹息着表示，早知道事情会是这个样子，他就应该听从吕布的建议，派其与徐荣来搭配组合对阵孙坚，按这样的话整个的情况应该会变得大不一样吧。
不过董卓同时又有些感叹，并对长史刘艾说关东所有的将领都害怕他，而唯独这个孙坚不惧怕于他，且这个家伙还颇有些用兵的才能，以至于连他都因一时的轻视而不慎退走，这值得作为一个教训，让手下的将领们都牢记警惕。随即他又接着说起了当初平讨西羌叛军的事情，那原本就是不可强自为之的事情，却不得不听从张温的指令而前往为之，但也所幸能有预先留下后手，不然可能也就没法全身而退，甚至于就没有今天了也不一定。不过如果当初按照孙坚的提议去执行的话，由孙坚领兵一万去截断叛军粮道，而由周慎在正面对峙，则或许也可以据此策略而击败边章韩遂，从而最终平定叛军。但奈何张温不能听从他的意见，周慎也不能听从孙坚的建议，以至于会有那样败走的结果。而孙坚彼时还不过只是区区一个佐军司马，就能有那样的一番见识，可见其才略上确实要高出寻常人一等，只是可惜了要跟在袁氏的手下，恐怕终究要因此而丧了性命。