于是，郅支单于亲自披挂登上城楼，他的几十位阏氏夫人也都用弓箭朝汉军将士们射击。
陈汤弯弓搭箭，射中了郅支单于的鼻子，一些阏氏夫人相继在战斗中死去。
到了下半夜，汉军在付出惨重代价后，终于攻破了木城。
郅支单于只好骑上战马，转战内宫。
康居王深谙唇亡齿寒的道理，立即派出一万多骑兵，与郅支单于的残部相呼应，并在夜里几次冲击汉军营地，但都没有得到便宜，只好全线撤退。
天亮之后，汉军将士们士气高昂，杀声震天，朝残余的敌军掩杀了过去。
在闷雷般的鼓声中，康居国和郅支单于的军队节节败退。
汉军几乎同时打破了内城的四扇城门，如潮水一般同时涌入城中。
郅支单于率领一百多名残部逃进内宫。
汉军包围了内宫，四面纵火，将士们一拥而上，将郅支单于的残部剿杀干净。
郅支单于也受伤而死。军侯代理丞杜勋砍下了郅支单于首级，献给了陈汤，并找到汉朝使臣的二根节杖与谷吉带来的帛书，也算是为已经遇害的汉使谷吉报了仇。
陈汤率领大军杀进内宫，一共斩杀郅支单于的阏氏、太子、名王以下文武百官及其家眷共一千五百人一十八，活捉一百四十五人，一千多匈奴残部被迫投降。
陈汤志得意满，洋洋得意，拎着郅支单于的人头，遥望长安城，寻思着该找汉元帝讨些封赏才行，自己这次战功赫赫，如果汉元帝这个皇帝小儿敢不厚加赏赐，那老子不介意反出长安，到西域占山为王！