后便转入防御作战，边休整边等待下一步命令。都统刘文俊出身水军，不擅陆战，登陆后留守卢龙主持永平府军政事务，由罗大同主持前线军务。
在这期间他们这方面也十分平静，战斗多限于侦察作战，并没有大的战事发生。但是就在昨夜蒙元突然对檀州发起大规模作战，而事先先兆，这让罗大同感到莫名其妙的同时，也让他们陷入被动。
远征军的任务是切断蒙元退往辽东和塞外的通路，由于战区多山地，谷道众多，为防止敌军向后方迂回穿插，罗大同在布置兵力的时候不得不多点布防，如此也导致了兵力分散。而敌军秘密调集兵力，利用夜暗和山中茂盛的植被做掩护，在战斗爆发前就已经潜伏在他们阵地前，说是在眼皮底下也不为过。
战斗爆发前，蒙元的斥候成功清理掉了宋军阵地前的警戒哨，用弓弩射杀了岗哨。若非他们踩到了地雷暴露了行踪，就直接冲进宋军前沿阵地。随即双方爆发激战，但宋军各级指挥所接报后只是以为敌军的袭扰作战，并没有意识到这是蒙元有计划发动的大规模作战。
一处战斗的触发，就像点燃的鞭炮一般，引爆了整个战线上的战斗。战斗爆发后，元军便毫不犹豫的发起了猛烈的进攻，一波波的向阵地不断冲击。好在远征军因为长期在陌生地域作战，十分注重防守。
所以宋军各处阵地皆构筑了完善的防御工事，囤积了数个基数的弹药，尽管敌军攻势猛烈，但他们占据了有利地形，又有工事可以依托，凭借兵器上的优势，在天明前保住了大部分主阵地，防线还算基本保持完整，不过这个阶段仍属于各自为战。
谷顶/span在天稍亮后，随着视线变得良好，通讯联络的恢复，宋军才发现防线上聚集了大量的敌军，阵地前的敌军黑压压的如同蚁群一般在向山上攀登。而各处的情况也汇集到指挥部，罗大同等军将才意识到这是元军有组织、有计划的大规模进攻，急忙向行营派出信使禀告战况。
天明后，元军的进攻更为猛烈，他们以身着重甲的精锐兵卒为前锋，利用山势为掩护向宋军阵地展开冲击。紧随其后的则是只着轻甲，手持长刀的步卒，一旦前锋打开缺口，他们便自此蜂拥而入。而再后的则是弓弩手，他们以密集的箭雨压制宋军，其间还有神箭手游荡其间，以冷箭狙杀宋军军官。
宋军虽然占据有利地形，并配有犀利的火器，但也并非占据绝对优势。
首先，山中茂密的植被和山势阻碍了观通手的视线，限制了机动性，尤其是落下的炮弹被树枝隔档，难以大范围的杀伤敌军。因此阵地上最具威力的反而是迫击炮和手榴弹，全是靠它们才能勉强压制住敌军不断冲击。
其次，由于宋军战线