【谁打主攻？】
注视着敌人中军的严密阵型，李克用突然感觉敌人有一个地方不太对劲，他又用目测方法仔细核对了敌人中军方阵的横纵长度、方向和位置，李克用心中暗喜：由于敌人的人数太多、阵地面积太小，同时又害怕被我方骑兵冲散，他们把全部士兵布成了间距极小的密阵，可这样密集的阵型，如果我方一万骑兵集中用箭射击，该会是一幕什么样的场景？想到这，李克用的心中不觉有了破敌之策。
尽管有了主意，但想击败当面之敌，仅依靠自己的一万多骑兵是做不到的，必须还得依靠联军的帮助。李克用找到了河中节度使王重荣和义武节度使王处存，请他们和其他藩镇一起进攻敌人左右两翼，并向其说明两翼进攻只需要进行佯攻，起到牵制敌人，使之无法支援敌人的中军即可，而自己将率领全部沙陀铁骑负责主攻敌人的中军方阵。
联军作战，目标一致是最重要的，但这一条又是非常难做到的，既然称为联军，那就意味着各组成部队来自不同的地域、不同的派系，要让这帮各怀心腹事的人心往一处想、劲往一处使，谈何容易？其中最关键的问题是：谁打主攻？谁打侧攻？谁啃骨头？谁吃肉？因为正常情况下，打主攻的，面对的敌人最强大、承受的损失也最多，毫无疑问，就是带头啃骨头的；反之，打侧攻的，面对的敌人相对弱小、承受的损失也较少，显而易见，就是跟着吃肉的。所以说，联军作战，一般人都愿意打侧攻、去吃肉，没人想去扮演那个啃骨头的角色。
眼下，李克用主动要求承担主攻任务，联军将帅都非常高兴，因为打败了，也是李克用吃亏，自己没有多大损失；打胜了，还可以趁火打劫，跟在后面吃肉，真是何乐而不为？于是，李克用的建议获得了王重荣等节度使的一致同意，接下来联军各部分头行动，各自进入自己负责的阵地。
【中央突破】
李克用这次的目标比较简单明确：击败黄巢的中军。
他首先下达命令：要求所部骑兵在前进时不必排成整齐的阵型，只需做到便于冲锋即可，在李克用的率领下，一万多骑兵手执马槊、长枪，呐喊着向黄巢的中军扑来。眼见李克用的骑兵已经发起冲锋，黄巢的中军士兵全都紧张起来，尤其站在前几排的士兵都紧紧地握着长枪，注视着对面的敌人，后面的弓箭手也拈弓搭箭，只等敌人进入一箭射程之内，就开始放箭。
可是，当李克用的大队骑兵冲到黄巢阵前还有150步的时候，突然停住了，李克用命令所有人收好长枪，拿出弓箭，一起向黄巢的阵中放箭。
在这里，需要先向大家交代一下：步，是中国古代的计量单位，与现代一步的概念不同，它是左脚迈一步、右脚迈一步，合起来才算一步，在唐代，一步等于5尺，约合现代的1.5米左右，150步，也就是现代的200多米，这正是沙陀骑兵所用长弓的有效射程。但是，这个距离对于黄巢的弓箭手来说，却是十分尴尬的，原因是他们用的是普通弓，有效射程一般只有50步，即便是个别力气比较大、比较生猛的士兵，充其量也射不过100步，这就意味着，双方在相距150步的时候，李克用这边的箭可以射到黄巢，黄巢那边的箭却射不到李克用，这就是武器的差别在战争中的作用。
黄巢这边发现对方在自己的射程之外放箭，立即命令前排士兵竖起事先准备好的大盾，在阵前形成了一堵盾墙，没多久，李克用就觉察到自己这边的箭除了能射到敌人的大盾上以外，根本就无法伤到盾后面的敌军士兵。
看到这招不能奏效，李克用正在焦急之中，突然灵机一动：既然我的箭从正面射不到你们，那我就从天上射你们，他立即传令全体将士由瞄准射击改为冲黄巢中军的方向斜向上射击。
射过箭的人都知道，当你斜向上往天空射击的时候，箭矢的运行轨迹是按抛物线形的，当它上升到最高点的时候，其垂直速度为0，然后由于重力的作用，箭矢将加速向下运行，等到落到地面的时候，由于速度的作用，箭矢所形成的巨大冲力，能击穿一切盔甲。
在历史上，这种射击方法，李克用肯定不是第一次使用，当然也绝不是最后一次使用，在第一次世界大战的索姆河战役中，德军的重机枪不是向进攻英军做直瞄射击，而是向其军队上方的空域做斜向上射击，然后子弹像雨点一样从空中砸向了底下士兵的血肉之躯，由于在这种情况下，士兵采取常规的卧倒动作根本就无法躲避子弹，还会因为增加承受面积而徒增伤亡，也就是说此刻只要你在底下，无论采用哪种办法，都是无处可躲，结果在这种射击战术面前，仅有一天时间就带给了英军6万人的伤亡。
经过上述分析，此种斜射战术所能带给黄巢部下士兵的伤亡就可想而知了。一万沙陀骑兵的每一轮齐射，天空中就像多了一大片由箭矢编成的乌云，等这片云飘到黄巢的中军头顶以后，又变成了箭雨，倾泻而下。几轮齐射过后，排成密集队型的黄巢中军死伤惨重、一片狼藉。
黄巢被这眼前的景象惊呆了，就在片刻之间，自己的中军就损失了三成兵力，恍惚中，他突然意识到：再拖延一会儿，队伍就全垮了。可还没等他来得及下令部队由密阵改为疏阵，以躲避敌人的密集射击，他手下的士兵已经全都自发地向两侧奔跑，齐整的阵型顿时变得混乱起来。
这边发生的所有变化，站在150步外的李克用都看得清清楚楚，发觉敌人已经疏散，再采用斜射方式已经对其构不成太大的威胁，不过，眼下敌人的疏阵尽管能躲避箭矢，却也有一个致命的弱点：它再也挡不住我方的铁骑冲击。
兵法上讲究“因敌制胜”，既然敌情已经发生变化，那就索性“以变制变”，用变化的方法去对付变化的敌人。李克用随即传令部下收起弓箭，改为拿起长枪，一声令下，万匹战马如猛虎下山，向已经处于混乱状态的敌人中军扑了过去。
现在大家应该明白，为什么尽管黄巢的弓箭手只能射50步左右，而李克用却让部队停在150步之外的原因了：他不仅需要用弓箭的射程差来打击敌人，他更希望为自己的骑兵提前留足冲锋的距离。
疏散了的步兵阵型根本无法抵挡沙陀铁骑的集团冲锋，很快就被对方截成了几段，黄巢的中军崩溃了。侥幸没死的士兵纷纷转过身来，拼命往身后的渭桥上逃跑，为了躲避沙陀骑兵的追杀，有的人慌不择路，直接跳进了渭河，绝望的喊声很快就被水流声吞没。危急关头，黄巢率领残兵，骑马跑过渭桥，向长安方向夺路而逃。
【败走蓝田关】
再说黄巢的左、右两翼部队，正在与藩镇联军杀得难解难分，看到这边中军崩溃，沙陀骑兵已经越过渭河，由于担心自己的后路被断，也军心大乱，他们丢下阵前的扁厢车和军需辎重，调头向东、西渭桥上逃跑。可是，眼瞅着等待已久的吃肉机会来了，联军士兵哪肯放过，他们一边收获着战利品、一边尾随追击。
由于渭桥距离长安城仅有20里，转眼就到，败退入城的黄巢军队甚至连城门都来不及关上，李克用率领骑兵就已跟着冲进了长安北面的光泰门。光泰门是长安禁苑的北门，占领此门，就可以进而控制龙首原上的大明宫，大明宫是全城的制高点，也是黄巢部队的指挥中心，占领大明宫，黄巢就无法再守住长安城。混乱中，李克用率军与起义军在大明宫升阳殿展开巷战，黄巢军抵挡不住，再次败退，见长安城已经守不住了，黄巢军队放弃长安，从南门逃出、向蓝田关方向退却。
在撤退中，黄巢军队把辎重珍货遗弃于道路两旁，趁着官军在路上争相捡拾财物的机会，黄巢才稍稍得到了一丝喘息。随后，他们一路狂奔经蓝田关进入了商山（今陕西商县东）,又辗转进入到河南境内。
渭桥大战，彻底终结了黄巢的大齐皇帝梦。
