李察哥见进攻的士兵已有退意，立刻喝令五百刀斧手上前压阵，后退士兵一律杀死，随着数百名士兵被杀后，西夏士兵再次发动进攻，一万余士兵冲到城下，将一架架大型攻城梯搭上城头。
刘铁率领五百名投掷手出动了，他们是专门的飞火雷投掷士兵，投掷技巧十分娴熟，他们点燃了很短的火绳，铜棍随即甩出，被细长铁链拉拽的两颗飞火雷立刻盘旋着向攻城梯飞去，‘哗啦！’铁链被梯梁阻挡，立刻左右翻飞，飞火雷紧紧缠住攻城梯，紧接着轰！轰！两声爆炸，攻城梯被拦腰炸断。
不仅是一架攻城梯，刚刚搭上城头的上百架攻城梯全部遭遇被拦腰炸断的后果，宋军随即向攻城梯倾倒了火油，用火折子点燃，大火迅速将一百多架大型攻城梯吞没了，西夏士兵目瞪口呆，他们无法再攻城，只得纷纷后撤。
远处李察哥看得清楚，百余架攻城梯悉数成了火串，他只得暗暗叹息一声，下令道：“传我的命令，全军撤退！”
‘当！当！当！’撤军的钟声敲响，早已士气丧尽的士兵如退潮一般撤退了。
城头上的士兵顿时响起了一片激动的欢呼声。
这场攻防战西夏军伤亡近万人，而大散关却丝毫未损，城上守军只有四十余人受箭伤，无一人阵亡，飞火雷和震天雷在这场战役中创造了辉煌的战果。
李察哥也知道无法再夺取大散关，不得不率领大军向会州方向黯然撤退。