上文說到蕭恪勸彭越投降自己，彭越道：少將軍雖然天縱資質，然而幽州終究隻是個小國而已，我彭越投靠幽州恐怕風險很大。除非假如戰勝秦國，睢陽以北到各城的土地，都分封給我彭越為候；而且少將軍再同意許我以重禮方可。
蕭恪此刻隻欲求得彭越之軍，所以對於彭越的要求皆一一答應了。由此彭越手下兩萬士卒盡數歸於蕭恪，但即便得到這兩萬軍隊總和起來也隻有三萬五千人而已，麵對數量眾多的八萬秦軍蕭恪知道該來的總是要來的。就這樣一場關乎前秦國運的最後之戰就這樣展開了。
數月後，苻堅親率步兵八萬大軍從長安南下，數萬行軍隊伍“前後千裏，旗鼓相望。東西萬裏，水陸齊進。”苻堅驕狂地宣稱：“以吾之眾旅，投鞭於江，足斷其流。”
苻堅之弟苻融率秦前鋒部隊攻占了壽陽，俘虜守將徐元喜。與此同時，秦軍慕容垂部攻占了鄖城。胡彬在半路上得知壽陽已被苻融攻破，便退守硤石，等待與謝毛遂的大軍會合。苻融又率軍攻打硤石。苻融部將梁成率兵2萬進攻洛澗，截斷淮河交通，阻斷了胡彬的退路。胡彬困守硤石，糧草用盡，難以支撐，寫信向毛遂告急，但送信的士兵被秦兵捉住，此信落在苻融手裏。苻融立刻向苻堅報告了晉軍兵少，糧草缺乏的情況，建議迅速起兵，以防晉軍逃遁。苻堅得報，把大軍留在項城，親率8千騎兵疾趨壽陽。
苻堅一到壽陽，立即派原幽州守將朱序到大營去勸降。朱序到大營後，不但沒有勸降，反而向蕭恪提供了秦軍的情況。他說：“秦軍雖有數萬之眾，但還在進軍中，如果兵力集中起來，將軍將難以抵禦。現在情況不同，應趁秦軍沒能全部抵達的時機，迅速發動進攻，隻要能擊敗其前鋒部隊，挫其銳氣，就能擊破秦數萬大軍。”蕭恪起初認為秦軍兵強大，打算堅守不戰，待敵疲憊再伺機反攻。聽了朱序的話後，認為很有道理，便改變了作戰方針，決定轉守為攻，主動出擊。
11月，蕭恪派譴勇將劉牢之率精兵5千奔襲洛澗，秦將梁成率部一萬在洛澗邊上列陣迎擊。劉牢之分兵一部迂回到秦軍陣後，斷其歸路；自己率兵強渡洛水，猛攻秦軍。秦軍驚慌失措，勉強抵擋一陣，就土崩瓦解，主將梁成和其弟梁雲戰死，官兵爭先恐後渡過淮河逃命，數千餘人喪生。洛澗大捷，極大鼓舞了幽州軍士的士氣。
由於秦軍緊逼淝水西岸布陣，幽州軍無法渡河，隻能隔岸對峙。蕭恪就派使者去見苻融，用激將法對他說：“君懸軍深入，而置陣逼水，此乃持久之計，非欲速戰者也。若移陣少卻，使我軍得渡，以決勝負，不亦善乎？”秦軍諸將都表示反對，但苻堅認為可以將計就計，讓軍隊稍向後退，待幽州軍半渡過河時，再以騎兵衝殺，這樣就可以取得勝利。苻融對苻堅的計劃也表示讚同，於是就答應了蕭恪的要求，指揮秦軍後撤。但秦兵士氣低落，結果一後撤就失去控製，陣勢大亂。蕭恪親自率領8千多騎兵，趁勢搶渡淝水，向秦軍猛攻。朱序則在秦軍陣後大叫：“秦兵敗矣！秦兵敗矣！”秦兵信以為真，於是轉身競相奔逃。苻融眼見大勢不妙，急忙騎馬前去阻止，以圖穩住陣腳，不料戰馬被亂兵衝倒，被晉軍追兵殺死。失去主將的秦兵越發混亂，徹底崩潰。前鋒的潰敗，引起後續部隊的驚恐，也隨之潰逃，形成連鎖反應，結果全軍潰逃，向北敗退。秦軍潰兵沿途不敢停留，聽到風聲鶴唳，都以為是幽州軍追來。幽州軍乘勝追擊，一直到達壽陽附近的青岡。秦兵人馬相踏而死的，滿山遍野，充塞大河。苻堅本人也中箭負傷，逃回至洛陽時僅剩一餘萬。