从三月二十日开始，宋军就和西夏军发生了一系列小规模战斗，双方互有攻守。由于宋军非常谨慎，都是稍一接触立即脱离继续靠近怀宁寨，让没藏讹庞缠住宋军各个击破的设想再次落空。在陕北那种破碎地形上，搞大规模的骑兵冲击效果并不理想，宋军又一直队形严整，让没藏讹庞一直找不到下嘴的地方，只好等待步兵跟上来准备打一场硬仗。
三月二十二日，嵬名山带领的左厢神勇军司步兵和随没藏讹庞来的两万多步兵都以到达，把宋军团团围住，兵力具有明显的优势，但是没藏讹庞仍然企图调动宋军以减少伤亡。他派遣一万骑兵虚张声势进攻绥平寨，并且故意不拦截从绥平寨出来报信的骑兵，以期让宋军出营，在野战中歼灭宋军。
问题是李不弃早就对西夏人围点打援的战术作了预防，不但扩建了那些比较靠前的寨堡，加厚加高的墙壁，而且给他们装备了弩炮、投石机和火铳。按照李不弃的推算，就是绥平寨这样的大寨又是依山靠河的险要地形，西夏人就算是用十倍兵力围攻，没有十天半个月也拿不下来。
但是在接到绥平寨告急文书之后，李不弃决定将计就计，二十三日摆出一副准备突破包围救援绥平寨的架势派民兵两个旅加上一批禁军弩手整军出营对西夏军队发起进攻。
两万人出营列队之后，曲珍随李不弃带一万多人压阵，第一旅旅长刘舜卿带领民兵六千，弩手两千人分成以营团为单位分成一个个方阵，缓缓沿着河谷向西推进。
在这河谷之中，双方大部队都没有迂回余地，没藏讹庞也只能硬碰硬，他只能寄希望于利用防守增大宋军伤亡，将宋军削弱到一定程度再攻击怀宁寨。因此没藏讹庞命令部队后退到一块稍微开阔的地方，又命令泼喜军指挥李清把弩炮和投石机都集中在宋军正面，以期给宋军最大的杀伤。西夏泼喜军接到命令立刻把骆驼背上的轻型弩炮和投石机组件卸下来，在战场上组装起来。
很快西夏人就组装好了弩炮和投石机，眼看着宋军缓缓的移动过来，李清立即命令弩炮和投石机都做好准备，只要宋军一进入弓箭射程，在弩炮和投石机前方遮蔽宋军视线的一层骑兵向两旁让开就发射——无奈啊，能用骆驼驼运的投石机和弩炮就是这样的苦逼射程。
宋军却没有直接冲过来，眼看到达距离西夏军锋线两百公尺的地方，突然一阵密集的鼓声，所有部队停止了前进。
这个距离西夏强弩无法洞穿宋军铠甲，只能眼睁睁看着宋军玩儿花样。然后西夏人就看到宋军从队列中推出许多器械，一层层摆在队列前方。
按照李不弃制定的操典，宋军把火炮放在最前方，弩炮放在火炮后方，最后面一层是扭力投石机。当所有武器放列完毕，刘舜卿一声令下，四门4公厘火炮和两门5.5公厘火炮就开始轰击，炮弹在西夏人的队列中打出一个个空洞。
第一次射击后，西夏队列中一片惊叫和哀嚎，但是在军官的弹压下，很快就恢复了安静。西夏人仍然在等宋军靠近。
但是刘舜卿现在并不着急前进，而是命令火炮原地装填，原地射击。就这样一轮又一轮的铅球砸进西夏人的队伍中，似乎无穷无尽。六七轮以后，西夏人队伍就再次开始骚动起来，绝大多数西夏人都不明白为什么他们就这么傻乎乎地站在原地给人家当靶子。憋气啊！此时难道不该冲上去射箭吗？难道泼喜军好不容易拉过来的器械都是摆设吗？
李清也很焦急，因为弩炮和投石机摆在大队前方所以已经遭到了损失。他亲眼看到一个铁球把一个挡在投石机前的骑兵打碎后撞上了投石机，直接把它打成一堆烂木头。已经蓄势待发的抛竿失去了制约，在绞紧的牛筋巨大的扭力作用下旋转着横扫了周围的砲手，造成一地死伤。但是现在他的这些器械的射程真的够不着宋军，反倒是原本装备的架在骆驼背上的“旋风炮”有可能把拳头大的石块儿扔到宋人的阵列中。但是现在旋风炮都在后方呢，所以他一点儿办法也没有。
轰击还在继续，虽然每次的死伤其实未必有宋人强弩覆盖多，但是光挨打不能还手，对士气打击实在太大了。
最终，在半个时辰之后，没藏讹庞也受不了这种枯燥的节奏了，他终于明白宋军真的不着急，他显然不可能等到宋军来猛攻他的预设阵地。在一番咬牙切齿之后，他只得命令步兵发起进攻。
一个小时，西夏人已经伤亡超过五百人，前锋已经换了一拨。在接到出击的命令之后，西夏人高兴地欢呼起来，步兵军阵立刻擂起战鼓向宋军对冲过去。
很快，宋军的神臂弓开始抛射，虽然不断有西夏人被射倒，但是其余的人仍然大步的继续向前冲。刚才光挨打不能还手太憋屈了，他们现在急于报复，根本就不顾及伤亡了。在接近宋军一百米的时候，宋军的队列中突然如急雨一样飞出很多标枪和石块，让西夏人的脚步一滞。
但是现在这些西夏人明白，弩炮和投石机发射一次后需要很长时间重新复位，暂时他们不会再遭到弩炮和投石机的打击了。于是他们越过血肉模糊的尸体再次加快了脚步。
从河滩上飞来了一些奇怪的东西，有些像是鸟，但屁股上拖着几支羽箭，还冒着火光，有的则是龙的形状。这让一些走在后边的人抬头看过去。突然之间，那些鸟或者燃起火焰落入人群，或者发生了爆炸，龙则吐出一串拖着火尾的羽箭，虽然并没有造成什么伤亡，但是却引起一阵惊叫和混乱。
趁此机会，宋军炮兵停止射击，抬高仰角改换没有木送子的炮弹。小鼓和尖锐的铜哨声响起，三排举着蛮牌拎着战斧的肉搏手和三排身材高大的火枪手以及三排火铳手都身披重甲，从火炮的间隙中来到火炮前方三十米站定。肉搏手竖起蛮牌，蹲在蛮牌后面，火枪手把随身的长柄小斧尾端插在地上，然后把沉重的火枪架在斧头上，瞄准黑压压的西夏人。
西夏人的羽箭叮叮当当敲打着他们的甲叶，但是却很难破开铠甲，只有特别倒霉的人偶尔发出一声闷哼。一长一短尖利的哨音响起，所有的火枪手几乎同时扣动扳机，等看到枪口喷出硝烟，便抱起火绳枪转身迈着方步走到队列后方。
第二列火枪手随着军鼓的声音走到小斧前，把枪架在小斧上，等候命令再次开枪。
重型火绳枪虽然比弓箭笨重多少倍，射程也近，但是在五十米距离之内只要打中目标，铠甲什么的都不是问题，目标肯定失去战斗力。每一轮枪响，西夏人的前锋都会倒下一层，西夏人冲锋的道路铺满了尸体，这让他们心生寒意，脚步不由得越来越快，希图尽快拉近与宋军的距离，避免这种单方面的屠杀。很快队形就混乱了，人群乌央乌央向前冲。
眼看最前面的西夏人还有二十多米就冲到肉搏手的盾墙跟前了，火枪营长吹了三声急促的哨音，火枪手不再上前，原地装弹，三排火铳手跑步穿过火枪手之间的空隙，来到盾墙后面，对着近在咫尺的西夏人点燃了轰药。
一阵几乎练成片的爆响之后，眼看就要与宋军接触的西夏人突然少了许多。就在铳响过后，一声如鹰隼啸叫的哨音响起，肉搏手们突然站起，举起了盾牌和战斧。
侥幸在密集的火铳轰击中毫发无伤的西夏人已经稀稀拉拉，当他们冲到宋军跟前时因为落单，总会有两三把战斧从左右砍来，所谓双拳难敌四手，再强的勇士遇到这种情况也就是多几个回合少几个回合的事儿。
西夏人这个攻击波次已经被火炮和火枪打残了，又失去了严整的队形，后面的人见前面的人在宋军移动的盾墙前不断倒下却根本无力破开盾墙，终于失去了最后一点儿勇气，开始惊叫着转身逃跑。
刘舜卿招手发出停止前进的信号，鼓号手立刻把命令传达下去。听到号令，肉搏手就地蹲在地上，火枪手再次把小斧插在地上，对着逃跑的西夏人的后背一阵射击。
当硝烟散尽，宋军整理队形后，依然是火炮在前，火枪在后，再次慢慢向西夏军队推进过去。没藏讹庞已经意识到眼前这支军队可能是宋军中的精锐，只得派上了强弩，指望着给这支宋军当头一击。让他没想到的是，在双方都用强弩对射一阵之后，宋军立刻就主动撤退了。
这是怎么回事？难道你们不去救绥平寨了吗？没藏讹庞正在疑惑，却又有一支宋军出了大营，这次却是向东去的，他们竟然是去进攻嵬名山。这下没藏讹庞明白了宋军这是在羞辱他，是明确的告诉他不会按照他的安排去救绥平寨了。
既然在这个河谷中，他无法发挥兵力和骑兵的优势，那就不需要在迟疑，他当晚就命令全军撤离淮宁河，静静等待宋军的下一步行动。
按照赵盛的观点，怀宁寨一战只不过是双方互相试探了一下，为几天后真正的大战做个铺垫而已。