初戰未能緻敵于死地，總是拓拔焘的一塊心病。回到平城，經過幾個月的休整，爲再戰西夏，拓跋焘有了充分的準備。
這次，拓跋焘任命司徒長孫翰爲前鋒，率三萬騎兵主攻。常山王拓跋素率三萬騎兵爲後援，南陽王拓跋伏真率三萬工兵部隊，運送攻城器械。爲了防備出征時受到柔然的攻擊，又命令龍骧将軍陸俟率領部隊駐防大碛一線（今遼甯省義縣北）。
從這條國防線可以看出此時北魏的疆域，東從遼甯省義縣，西至陝西靖邊，已經是一個疆域遼闊的強國了。
拓跋焘的大部隊抵達拔鄰山，在此集結，構築城防工事。準備以此爲後勤基地，舍棄辎重，自己率三萬輕騎，突襲統萬城。
常山王拓跋素說：“統萬城經赫連勃勃幾十年的經營，城防十分堅固，不是十天半月就能夠攻克的，陛下以輕騎讨伐，進，無法攻克，退，又無後援部隊掩護，那是很危險的事，不如等步兵和攻城器械都到達了，一齊攻城。”
拓跋焘笑着說：“從古至今的兵法，攻城是最下的謀略，必不得已的時候才用。如果要等我們的步兵和攻城器械都到達時才攻城，西夏必然早有準備，頑強堅守。那樣，攻城就變成了十分困難的事。如果久攻不克，兵士疲乏，糧草用盡，四周再也找不到東西掠奪（半年前已搜掠幹淨），進退無門，那才是真正危險的事。倒不如我率輕騎驟然直抵統萬城。西夏屈丐見我方隻有騎兵部隊，沒有步兵後續大部隊，必然放松警惕，我方再以羸弱的病殘馬隊挑戰，若西夏出城應戰，我們即可一戰而擒之。再說，我軍此去離家兩千多裏，又有大河隔阻，所謂‘置之死地而後生’，就是這個道理。我以輕騎挑戰，攻城是辦不到的，與敵決戰，則任何強敵都無法抵抗。”
拓跋焘按此計劃安置好将士們，自己親率三萬輕騎直趨統萬城下。擔任主攻的騎兵主帥長孫翰就成了拓跋焘的副手，心裏很不高興，但還得執行命令，将骁勇鐵騎埋伏在深谷中，隻派遣娥清率領五千騎兵四處搶掠居民。
西夏皇帝赫連昌見北魏的騎兵又來侵襲統萬城，急忙命遠在長安，正在與奚斤交戰的平原公赫連定率部隊回兵救援。
赫連定聽說北魏隻有騎兵部隊前來，果然就中了拓跋焘的計，認爲北魏“攻城是辦不到的”，向赫連昌回信說：“統萬城堅固高峻，不易攻克，待我擒拿了北魏的主帥奚斤以後，立即率部隊前往統萬城，我們内外夾擊，北魏的精銳部隊必然被全殲！”
赫連昌果然依計而行，堅守統萬城，拒不出戰，等待赫連定的部隊到來時，内外夾擊，全殲魏軍。
事情的進展果然如拓跋焘所預料的那樣，娥清的騎兵沒有搜掠到糧食，輕騎部隊所帶的幹糧又已經吃完，騎兵和戰馬都餓肚子了，隻得在附近荒郊野外找野菜填肚皮，長孫翰忍不住心情煩躁，就暴打士兵發洩怨氣。
騎兵部隊中有的人原是西夏的俘虜，其中一名俘虜忍受不住長孫翰的暴打，偷偷逃跑，叛逃進了統萬城，赫連昌急忙向叛逃的俘虜詢問北魏軍隊的情況，知道北魏軍隊此時正在餓肚子，認爲這是消滅魏軍的天賜良機。
第二天一早，赫連昌忘記了與赫連定的約定，冒險出擊，親自率領三萬多步兵騎兵出城，排好陣勢，要與北魏決戰。北魏司徒長孫翰見夏兵來勢洶洶，趕忙向拓跋焘禀報：“敵軍來勢洶洶，我軍已疲乏不堪，應撤軍回營，躲避其鋒芒！”
拓跋焘很不滿意長孫翰臨戰怯陣，就教訓這個副統帥說：“我軍遠道而來，正是爲了殺敵，多次連引敵出城都沒成功，今天既然敵軍出城列陣決戰，我們怎麽能躲避起來，顯示自己的懦弱呢？”說完，悄悄将自己的計劃告訴長孫嵩，命令部隊怆惶逃竄。
西夏部隊一出城迎戰，就見敵軍潰敗，赫連昌高興不已，要報一箭之仇，就命令将帥搖旗呐喊，部隊擊鼓進軍。赫連昌的部隊分成兩部分，分頭包圍，意圖一舉聚殲魏軍。
拓跋焘帶領部隊撤退，剛走出五六裏，一陣黑風惡雨撲打而來，揚沙晦暗，十步之外難見人影，跟随拓跋焘身後的太監趙倪跟随寇謙之學過多年，懂得一些陰陽數術，被提拔爲前軍參謀，他急忙向拓跋焘報告說：“今日天不助人，這風雨來得險惡，從敵軍背後吹來，給我們迎面打擊，而我軍将士饑渴疲乏，陛下是不是應該率領軍士避退，等以後有機會再說。”
随軍參謀長崔浩叱斥說：“你說的啥子話，我軍千裏出擊，制定出周密的克敵緻勝計劃，怎麽能因今日的風雨而改變呢？我們好不容易把赫連昌引誘出城，他貪功緊追不放，已遠離了大部隊，我們應該隐蔽掩藏，乘其不意，一舉将其圍殲。再說，這風雨本是正常的事，如果我們繞到敵人身後，不就成了風雨助我，撲面擊敵了嗎？”
拓跋焘高聲問将士們：“參謀長的話你們聽見沒有？這才是我的意思。”說完，拓跋焘也将部隊分爲兩部，包圍西夏敵軍。
兩軍交戰，拓跋焘的戰馬餓了幾天，雙腿乏力，沖鋒時一腳踏進草窩，把拓跋焘摔下馬來。西夏軍士見狀蜂擁過來，口中喊叫着：“活捉拓跋焘！”拓跋焘揮舞長槊，奮力撕殺，因身陷草坑之中，施展不開，幾個西夏士兵跳下草坑，就要抓捕這個天字第一号的俘虜。
前鋒佐吏（突擊隊長）拓跋齊揮舞長槊，驅馬圍着草坑擊殺西夏士兵，這才把蜂擁而來的敵軍殺退。
拓跋焘趕緊重新跳上戰馬，躍馬殺敵。西夏軍士見未能捕獲魏太武帝，一時亂箭齊發，拓跋焘身上連中數箭，他強忍傷痛，脫掉皇帝的戰袍，身穿短衣，奮勇大戰。這個噬血的男人殺得興起，猛提馬鬃，駿馬躍身而起，居高臨下，一槊将沖闖過來的西夏尚書斛黎文挑刺槍上，如旗幟一樣在空中蕩悠。
西夏軍隊一看主将斃命，一時魂飛膽喪，吓得掉頭便跑。北魏軍隊乘勝追擊，沿途斬殺赫連昌的弟弟赫連滿及侄兒赫連蒙遜等大将。短短幾公裏的路程，斬殺西夏軍隊一萬多人。
西夏皇帝赫連昌怆惶逃命，見魏軍截住了逃往統萬城的去路，隻得帶着幾個随從，沒命地往西南方逃命，一直逃到上邽（今甘肅天水市）這才驚魂甫定，站住了腳根。
魏太武帝拓跋焘和拓跋齊等人此時殺紅了眼，緊追逃寇，來到統萬城下，拓跋焘一揮長槊，回首命令：“跟我殺進城去！”
拓跋齊勒馬擋住拓跋焘去路，勸阻說：“我們孤軍幾人，身陷敵陣，陛下，這将是很危險的事！”拓跋焘再次揮舞長槊：“勇武将軍豆代田敢幹的事，難道我堂堂大魏皇帝不敢幹，别啰嗦，跟我沖殺！”拍馬緊随西夏逃兵，一齊沖進統萬城。
西夏守城的部隊見幾個魏軍沖進城來，有認識拓跋焘的西夏将軍高興得高喊：“活捉北魏皇帝”，傳喻四方，緊閉城門，要抓俘虜。
拓跋焘幾個人一路沖殺，一直殺進王宮，後面的西夏将士緊追不放，盡都想建立頭功。拓跋焘逃進宮中，揀了幾條宮娥采女的長裙，用長裙做繩索，系在長槊上，将長槊橫截箭垛孔，拉住長裙繩索，從城牆上吊溜下來，這才逃出城（這段故事和豆代田的重複，真假難辨。筆者認爲：豆代田孤身入城殺敵，絕對不假，拓跋焘是否入城犯險，這就值得斟酌了，也許是北魏史家爲美化君王的續貂之筆，總之，曆史的貓膩，靠讀者去揣摩）。
統萬城裏，經拓跋齊的尖刀部隊這麽一攪，加之群龍無首，連皇帝赫連昌都逃得無影無蹤，留守宮城的西夏尚書仆射看此時天色已晚，趁北魏軍隊尚未圍城的間隙，趕忙帶領幾十名宮廷衛士，保護夏主赫連昌的母親，悄悄打開城門逃命去了。
此時，統萬城裏隻剩下不多的軍人和文職人員，幾乎成了一座空城，但若憑借其堅固的城牆，據守個十天半個月還是不成問題的，而那隻是一種拖延時間的戰術，于命運沒有根本的改變。
面對此種情況，慣于投機取巧的給事黃門侍郎胡淵率領宮中閑雜人員和守城衛士開城投降，減少了雙方不必要的傷亡。
拓跋焘兵不血刃占領統萬城，非常高興，封識時務的胡淵爲武始侯。這胡淵後來生下個兒子就是北魏晚期大名鼎鼎的骠騎大将軍胡國珍，他的妹妹就是僧尼界有名的玄真禅師。胡國珍的女兒就是其後垂簾聽政的胡太後。
第二天早晨，北魏太武帝跟随迎接他的胡淵，率領部隊浩浩蕩蕩開進統萬城。統萬城裏隻有沒來得及逃跑的王公大臣及老弱病殘和宮娥彩女約萬人。俘獲西夏都城裏的馬匹三十餘萬匹，牛羊數千萬頭，府庫珍藏，車旗、器物不計其數。
拓跋焘手摸着宮殿裏雕梁畫棟，窮極文彩的亭台樓榭，很是感慨，他率領着衆官佐，登上巍峨的統萬城，統萬城是沙地建築的奇迹，高十丈，牆基厚三十步，牆上寬十步，堅厲的牆壁，足可以磨砺萬斧。
拓跋焘對長孫翰、崔浩等大臣說：“西夏一個蕞爾小國，如此濫用民力修建這麽精美的宮室，怎麽會不滅亡呢？”拓跋焘清點後宮俘虜，見赫連勃勃的妹妹赫連睛長得漂亮，當天晚上就讓她慰問勝利之君，帶着報複心理，強暴了敵國君王的妹妹。這一來，拓跋焘又多了一個性奴隸，後來把她帶回平城，留在後宮爲王妃。
北魏軍隊兩年來連戰皆捷，一舉蕩平勁敵柔然、西夏，繳獲的牛羊騾馬不計其數，弄得市場上的皮貨生意一時冷落，皮貨價格連連下跌，皮貨商因資金鏈斷裂，破産而跳樓、上吊、吞毒藥的不在少數。