岳飛率領三萬應天軍兵臨靈州城下時，這座曾被蒙古鐵騎踏破的城池正瀰漫著焦土氣息。城牆多坍塌，護城河被與碎石填滿，蒙古留守的兩千守軍據守城頑抗，城外還散佈著數支遊騎，不斷襲擾宋軍糧道。
“靈州乃河隴樞紐，若不盡快收復，我軍西線補給始終制。”岳飛立馬陣前，著城頭飄的蒙古狼旗沉聲下令。他令士兵在城外築起高臺，架設投石機轟擊城，同時派敢死隊填埋護城河，又令副將岳雲率五千輕騎清剿城外遊騎。投石機轟鳴聲響徹曠野，巨石砸得城城牆磚石飛濺，蒙古守軍雖頑強還擊，卻架不住宋軍攻勢猛烈，城城樓很快燃起熊熊大火。
鏖戰至第三日，宋軍正要架梯攻城，探馬忽然來報：吉思汗已命哲別率兩萬騎兵馳援靈州，且蒙古軍沿途劫掠了西夏數個堡寨，正星夜趕來。岳雲急道：“我軍攻城已耗大半銳氣，若腹背敵，恐遭慘敗！”岳飛卻面沉靜：“蒙古軍遠道而來，必然疲憊。傳令下去，留一萬兵力繼續佯攻城，其餘人馬隨我退至靈州東南的黃河渡口，那裡蘆葦叢生，正適合設伏。”
宋軍剛在渡口布好陣型，哲別的騎兵便已殺到。蒙古軍見宋軍散排布，以為是倉皇撤退的敗軍，毫不猶豫地策馬衝鋒。待蒙古騎兵衝蘆葦，岳飛一聲令下，蘆葦叢中伏兵四起，床弩與火箭齊發。蒙古騎兵戰馬驚，紛紛倒地，陣型瞬間大。岳雲手持雙錘率軍衝敵陣，與哲別親兵激戰，雙方廝殺得難解難分。
就在此時，一支打著吐蕃旗號的騎兵突然從側翼殺出，直衝蒙古軍陣。為首的蕃將翻下馬，向岳飛拱手道：“我乃河湟吐蕃首領趙懷恩，奉宋夏盟約之命，率五千蕃兵來援！”原來宋江早料到蒙古會派兵馳援，此前便遣使者聯絡河湟吐蕃諸部。這些蕃部長期蒙古侵擾，又念宋朝的冊封之恩，當即起兵響應。
蕃兵自在高原馳騁，馬湛，他們揮舞著彎刀，專挑蒙古軍戰馬的馬砍去。本就陷困境的蒙古軍遭此突襲，更是潰不軍。哲別見勢不妙，想要率軍突圍，卻被岳雲纏住。兩人大戰數十回合，岳雲瞅準破綻，一錘砸中哲別臂膀，哲別忍痛率軍突圍，一路丟盔棄甲向西逃竄。此役宋軍與蕃兵合力斬殺蒙古軍萬餘人，繳獲戰馬數千匹，徹底解除了靈州之圍。
收復靈州後，岳飛親自出城迎接趙懷恩。趙懷恩遞上吐蕃諸部的聯名誓書，願助宋軍駐守河湟，抵蒙古，只求宋朝開放邊境榷場，互通有無。岳飛當即應允，一面派人將捷報與吐蕃誓書送往宋江軍中，一面組織士兵修復靈州城牆，並與蕃兵一同加固黃河渡口防線。
而在千里之外的蒙古大營，哲別的敗報令吉思汗然大怒。他一掌拍碎案几，眼中殺意凜然：“宋夏結盟已難對付，如今又添吐蕃助力。傳我命令，調集五萬大軍，再聯合西域畏兀兒部，兵分三路猛攻河隴！”一場更大的風暴，正在西北的土地上悄然醞釀。
