遇到了一样向磴口方向进军的突厥大军。原来早在大战之前，步迦可汗就命令自己的侄子阿史那里都沿黄河进军，奇袭灵州石咀山，断绝隋军的后路。
正巧双方在纳林湖西面三十里处相遇。本来双方都是要绕道突袭对方的，没想到撞个正着。这时候，双方都措不及防，只得开战。
隋军和突厥人兵力相当，又没有时间布置防御，只得压住阵脚，稳守大阵，立刻就落在了下风。靠着隋军的强弓硬弩与环形车阵，勉强可以抵挡得住突厥骑兵，但同时也限制住了隋军的机动性。
段文振两次组织突围，但都被阿史那里都挡住。
为了迅速围歼段文振所部，阿史那里都利用轻骑不断地冲击隋军的两翼，企图消耗隋军的士气。约到了傍晚时分，双方激战近四个时辰，突厥军见久攻不下，遂撤围而走。
段文振见突厥军北撤，不敢久留，一面继续监视对方，一面立即提所部向西南方向，准备避其锋芒。
没想到所行不过五六十里，正欲突厥军主力。
原来阿史那里都见隋军久攻不下，怕暴露了自己偷袭的目的，遂决定诈作退兵，引段文振突围。但段文振也不是等闲之辈，他一定会严密监视阿史那里都的部队。若是突厥军企图在半路围歼