原來，黑衣大食在加固巴格達城墻時，在城墻中預埋了管道，可以從其他地方往管道內傾倒石油。由于這段城墻被炸塌，這段管道也就被炸斷，形成了兩個出口，大食軍在自己占據的城墻處大量傾倒石油，石油可以從管道中源源不斷流出來。
缺口處燃起大火后，城內的唐軍先鋒就成了一支孤軍，大食軍開始瘋狂進行反撲。唐軍雖然火力占優，但是攜帶的彈藥是有限的，先鋒旅長時宏遠看到后路被斷，不敢再向前進攻，而是就地占領一些建筑物和工事，與反撲的大食軍展開激戰。
李愬在城外看到形勢大變，非常著急，后援進不去，也不敢用炮兵往城**擊，只好調轉炮口，向另外一段城墻射擊，企圖從那邊打開缺口。副將陳弘嶺建議，讓炮兵在缺口處的兩側各選一段進行射擊，這樣就可以炸斷兩邊的管道，阻止石油繼續從缺口處流出來。
李愬覺得這個建議可行，讓炮兵對準缺口兩側各一段城墻進行射擊。但是巴格達的城墻非常厚，要想炸開城墻，斷絕管道，談何容易，唐軍炮兵射擊了一個時辰仍未見到效果。
正當李愬企圖解救城內唐軍時，城外的形勢也發生很大變化，周邊先后涌來好幾萬大食騎兵，對著城東的唐軍發起猛烈進攻。李愬本想調轉大炮射擊這些大食騎兵，但是想著趕緊炸斷城墻內的管道，就讓城外部隊用火槍頂住大食軍的進攻。
大食騎兵剛開始采取密集的陣型，瘋狂向唐軍陣地沖擊，企圖利用騎兵的快速機動性，沖開一個缺口。城外的唐軍成環形設置，對著沖來的大食騎兵猛烈射擊，保護中心的炮陣地、輜重部隊和指揮人員。
大食騎兵先后發動好幾輪沖擊，但是始終無法沖破唐軍的防御圈，反而損失慘重，丟下大量尸體，無奈撤離。
正當唐軍剛松一口氣時，大食軍已經設置了十幾個拋石機，用拋石機拋來大量的炸彈，在唐軍陣地內爆炸，不少唐軍被炸死炸傷，一些大炮也被炸翻，差點炸到唐軍的彈藥堆放處。
李愬趕緊命令炮兵調轉炮口，向那些拋石機方向射擊，就在炮兵調轉炮口的時間，又有一批炸彈襲來，產生更多的傷亡。唐軍炮兵調轉方向后，立即射擊，終于擊毀一些拋石機，減緩了對方的火力。
隨著對戰的進行，唐軍的炮兵占據速度優勢，逐漸壓制了對方的拋石機，最后將對方的拋石機全部摧毀，算是穩住了陣地。李愬發現大食軍的準備非常充分，就想著先把城內的前鋒救出來，命令剩余的炮兵繼續向缺口兩側射擊。
時宏遠帶領部隊與大食軍死磕，發現大食軍源源不斷攻過來，而自己一方不僅兵員少，而且彈藥消耗過半，如果繼續死耗在這里，肯定要陷在這里出不去。時宏遠果斷決策，命令部隊集中朝附近的一個城門攻去，一路上佛擋殺佛、神擋殺神，玩命的向城門攻去。
大食軍發現了先鋒唐軍的企圖，在通往城門的路上布置重兵，拼命的阻擋唐軍前進。先鋒唐軍憑借著火力優勢，殺開一條血路，逐步接近城門，但是彈藥消耗也很快。
時宏遠帶領部隊終于攻到城門附近，但是彈藥消耗殆盡。時宏遠命令將部隊分為兩部分，自己帶領一半阻擋大食軍，由副旅長莫榮鑫帶領部隊沖開城門。
最后的城門爭奪戰，更加慘烈，大食軍也發現唐軍的槍聲越來越稀少，估計唐軍的彈藥快完了，攻勢更加兇猛。
唐軍沖到城門后，彈藥基本消耗完了，時宏遠帶領一半部隊隱藏在附近的建筑物后面，阻擊涌來的大食軍，掩護另外一半唐軍先撤。
唐軍出城的時候，也是大食軍進攻最猛烈的時候，由于已經沒了彈藥，掩護的部隊只能拼刺刀。此時，大食軍用的是突火槍和弓箭，反而有了優勢，唐軍的傷亡急劇增加。
當莫榮鑫率領一部分唐軍突出城門時，負責斷后的唐軍已經傷亡大半。時宏遠看到一半部隊已經出了城門，就想帶領殘余的唐軍趕緊沖出去，但是大食軍已經緊追上來，唐軍只能邊打邊撤。
在出城的激戰中，負責斷后的唐軍絕大部分犧牲，只有一百多人沖出城門，大食軍不愿放過這股唐軍，繼續追殺這股唐軍。
李愬讓炮兵連續轟擊了兩三個時辰，也未將城墻內的管道炸斷，后面聽到城內的戰斗聲逐漸轉移到附近的一個城門，知道城內的唐軍可能要從城門位置突圍出來，就命令城外的部隊趕緊靠近城門接應。
當城內的唐軍沖出來后，負責接應的唐軍立即補過去，堵住城門，對著追來的大食軍猛烈射擊，將追擊的大食軍打回城內，出城的唐軍則立刻奔向城外的主陣地，與大部隊匯合。
李愬發現，進城的五千先鋒部隊，逃回來的不足兩千人，先鋒旅長時宏遠也不見了。李愬問莫榮鑫什么情況，莫榮鑫已經泣不成聲，說時宏遠帶領一半人員掩護其他部隊出城，可能在最后階段犧牲了。
李愬又悲又怒，命令部隊從城門攻入城內，搶出犧牲唐軍的尸體。又有五千唐軍從城門內攻進去，在城門附近搶出包括時宏遠在內的一千多具唐軍尸體，回到唐軍陣地。
李愬大概算了一下，入城的唐軍損失了三千多人，城外的唐軍也損失了一千多，竟然陣亡了近五千人。大食軍陣亡的估計也有兩三萬人，但是這種戰損比，唐軍根本無法承受。
經過一場大戰，兩軍的傷亡都很大，無力重新發起戰斗，暫時處于對峙狀態。經此一戰，唐軍還有八千多人受傷，彈藥消耗也很厲害，后勤補給線被切斷，已經無力進攻巴格達。
李愬和兩個副將商議后認為，繼續留在巴格達已經毫無意義，決定撤軍回巴士拉。臨行前，第六路軍將陣亡的將士就地掩埋，簡單的祭奠一番，唐軍們失聲痛哭。
然而，就在唐軍準備撤軍時，拜占庭的五萬援軍趕到，迂回到唐軍的側后，準備切斷唐軍的退路。李愬感到事態的嚴重性，果斷命令部隊抱團出發，向巴士拉方向撤軍。
拜占庭援軍到來以后，黑衣大食哈里發馬蒙為之一振，覺得消滅唐軍的時候到了，命令精銳盡出，追擊撤退的唐軍。拜占庭軍從東北方向斜插過去，準備與大食軍前后堵截，圍殲第六路軍。
李愬看到側前方又殺來好幾萬敵軍，裝束和大食軍完全不一樣，估計是其他國家的援軍，能有這個實力的只有拜占庭軍。李愬怎么也沒想到，兩個宿敵居然也會聯手，唐軍的處境更加惡化。
李愬認為，拜占庭軍新來，還沒有與唐軍交過手，可以打他個措手不及，殺開一條血路。李愬命令部隊擺好陣型，騎兵在前，步兵在后，炮兵和輜重部隊在中間。
拜占庭軍靠著先發優勢，沖到唐軍前側，黑壓壓的擺開陣勢，企圖擋住唐軍的道路。李愬看到拜占庭軍基本都進入炮兵的射程之后，命令炮兵進行猛烈射擊。
拜占庭軍從未與唐軍交過戰，沒想到唐軍的炮火射程這么遠，大量的拜占庭軍被炸死炸傷，拜占庭的陣型開始混亂。唐軍炮兵射擊一陣后，李愬命令騎兵開始沖擊，步兵護著炮車和輜重車輛跟進。
唐軍騎兵趁著拜占庭軍混亂，進行猛烈的沖殺，用火槍持續向拜占庭軍射擊。拜占庭軍尚未掌握火藥武器，一下子就被打蒙了，他們雖然身披重甲，但是并不能完全擋住子彈，又有大量的拜占庭軍被殺。
經過唐軍的兩輪射殺，拜占庭軍開始向后方和兩側潰退，讓出了正前方。唐軍剛前進不久，準備沖過去，又有好幾萬的大食騎兵追過來，企圖從后方攻擊唐軍。
唐軍的炮兵已經前進，無法再射擊，李愬命令步兵殿后，射擊敢于沖過來的大食軍。大食軍進入唐軍的射程后，唐軍的步兵開始射擊，最前面的大食騎兵紛紛落馬，其他大食軍知道唐軍火器的厲害，開始放慢速度，與唐軍保持距離。
唐軍沿著底格里斯河向東緩緩前進，大食軍和拜占庭軍則跟隨前進，既不敢近前攻擊，又不愿撤去。三支部隊共十幾萬人，相互隔著一段距離，不斷向東移動，大食軍和拜占庭軍仍想尋機圍殲唐軍。
經過連續的大戰，第六路軍的彈藥已經消耗大半，糧秣也所剩不多，后勤補給線已經完全被切斷，實質上已經陷入困境。拜占庭軍和大食軍也發現了唐軍的困境，所以死死跟著唐軍，企圖等待唐軍彈盡糧絕的時候發起進攻。
唐軍為了節省彈藥，開始減少射擊，只要敵軍不發起進攻，唐軍也不主動進攻，如果進攻的是大股敵軍，就用炮兵射擊，如果是小股敵人襲擾，只有進入射程時，步兵再射擊。
到了夜晚，唐軍就圍成一個圈宿營，對外形成防御陣型。兩軍剛開始還發動夜襲，吃了幾次虧以后，就不敢再出擊了。
唐軍的彈藥可以節省著用，但是糧食卻無法節省，唐軍走了三天以后，糧食就即將消耗殆盡。這個時候，李愬也不管什么軍紀了，沿途遇到村莊、城鎮就撲過去搶糧。
剛開始，還搶到了一些糧食，后面大食騎兵就跑到唐軍的前方，驅散沿途的大食百姓，將糧食轉移走，唐軍重新陷入困境。
就在唐軍一籌莫展時，發現走到了底格里斯河邊的一個小城，叫做庫伊馬拉。唐軍上次往西打時，曾經路過這個小城，但是當時沒有當一回事，但是這次就像發現一個救命稻草。
李愬認為，轉移一個村莊容易，轉移一個城市沒那么容易，城里肯定還有人，還有食物，命令部隊快速朝庫伊馬拉前進。大食軍發現唐軍企圖沖入庫伊馬拉，剛開始還派兵阻擊，但是被唐軍的火力殺傷后，被迫撤退。
唐軍沖到庫伊馬拉時，城上還有一些大食守軍，李愬命令炮兵對著城墻進行射擊。庫伊馬拉只是一個小城，城墻不厚，守軍也不多，唐軍炮兵很快就轟塌一個缺口，唐軍迅速往城里沖去。
唐軍進城后，很快就擊敗守軍，將其大部分俘虜，然后所有唐軍進城，轉入防守狀態。跟隨的大食軍和拜占庭軍則將庫伊馬拉圍住，企圖徹底困死唐軍。
如李愬所料，一個城市要徹底轉移沒有那么容易，雖然大量的百姓被驅走，但是還是留下一些駐軍和糧食，少量百姓甚至躲藏起來沒有出城。
李愬率軍入城后，將一千多俘虜集中關押起來，然后就是到處收集糧食。結果發現，駐軍留下的糧食有限，大部分百姓都逃出去了，也沒搞到很多糧食，對于三萬多部隊來說，只夠消耗一兩天的。
李愬和兩個副將商議以后認為，按照目前的速度，從庫伊馬拉回到巴士拉，起碼還要四五天，剩余的彈藥也不多了，極有可能在半路上彈盡糧絕。最拖累部隊的是那些大炮，拉起來前進緩慢，但是又不可能丟掉，一旦被大食軍撿去利用，后果不堪設想。