经过半天的厮杀，曹魏大军终究不敌汉军的英勇，高句丽首先退军，他们本不是曹魏的军队没有必要为曹魏拼尽全力。
但他们这一退却严重影响了魏军的士气，导致魏军也逐渐不敌。最终，魏军大败，被斩杀了三万余军队，其余军队投降。战将母丘倹、张虎、乐綝等尽皆战死。曹芳在钟会、刘晔等人的保护下逃进了平襄城，身边仅剩五千余人。
汉军这里也伤亡了一万五千余人，大将关兴不幸死于乱军之中。刘单下令全军集结猛攻平襄城，杀红眼的刘单使出了神机营。经过炸筒的几轮轰炸，平襄城门被破，大军鼓噪进城直奔曹芳迁到此处临时的“皇宫”。
曹芳在皇宫内吓得瑟瑟发抖，城门已破自己已经没有归路了。有人提出逃往高句丽避难，刘晔极力阻止。开玩笑，高句丽于战场上率先逃跑，皇上去了他还不立即将皇上献给大汉换取自己和大汉搞好关系？
再则，即使高句丽接纳了我们，它又岂是大汉的对手？
众人问刘晔有何高见，刘晔很坦然的回答，现在只有投降大汉这一条道理可以选择，说不定汉帝还会饶恕皇上。
刘晔说完，大多数人都沉默着，他们内心里又何尝不是这样认为的呢？只是不好说出口。也有些忠于大魏的官员极力反对，一定要和汉军血战到底。
刘晔道：“我们只有五千多人了，怎么可能战胜汉军？饶了这些将士们吧，给他们留条活路。”
最终，曹芳决定打开宫门投降。命人将自己用绳子捆好，准备了口棺材来到宫门外表示投降之意。
刘单听说后，骑着战马来到宫门外，看到曹芳年纪很小，一身缟素又自己捆绑着自己，心中十分不忍。吩咐从人为曹芳解绑，又命人将那口棺材当众烧毁然后进入皇宫，坐在宝座上。
赵云、张剑等大臣纷纷护卫在刘单身边，曹芳一干魏国君臣跪于地上等待刘单发落。
刘单看着曹芳道：“曹芳，朕念你年幼无知，接受你的投降。朕封你为南皮县公，赐你食邑万户，明日就启程前往，你就在南皮县好好生活吧。”
又对曹魏众臣道：“我大汉乃是上天所授的皇朝，尔等不识时务抗拒天朝至今，违背天意。按尔等之罪本不当轻易饶恕，但朕秉持仁心不愿怪罪尔等，故特赦尔等无罪，有欲出仕本朝为官者，朕自会量才使用。”
曹魏众臣尽皆大喜，谢道：“谢汉皇陛下大恩。”