隋軍進入山中，果然遭到不少山林部落的襲擊，略有損失。眾人對于大張旗鼓地進入山中剿滅同羅部頗有微詞，實在是此事軍中多為騎兵，對于他們來說功少而事難。
因此有人勸黃明遠，是否采用圍困之術，要將大軍駐扎在狼居胥山各處要隘，控制內外人員出入，然後分撥清剿，最後破虜。諸將也不耐山中襲擾，都主張按此計劃實行，更加穩妥。
黃明遠駁斥道︰「胡虜所在之地已經確定，若是采用圍困之術，則易使胡虜在山中流竄，此為使自己疲憊之策。我軍直趨同羅部所在之山谷，便可切斷其逃跑之途。同羅部本就主力不多，又多攜婦孺，我軍首尾相應，攻其月復心之地，巢穴已經傾覆，其余則可迎刃而解。現在已經是八月中旬，草原的寒冬就快到來，我軍若是再多加耽擱，便是要和天斗。胡虜不懼嚴寒，而我軍畏懼，是故必須速戰速決。」
眾人雖然不知黃明遠的目的，只得听從命令。
黃明遠又擔心各部征討不利，乃將軍務交由長孫晟處置，自領親兵于董純軍中，督促諸軍進擊。
隋軍日夜兼程，沿途有游牧部落襲擾隋軍。黃明遠乃命弓弩手伏于營地內四周，枕弓弩而眠。一旦有胡虜襲擾，立刻通過隔車陣而放弩。隋軍以計形勢，狠狠地誅殺了一批山中的散兵游勇。
此時有不少山中胡虜向黃明遠請降，黃明遠皆喝令左右將其綁起來斬首，且全部肢解，挖出腸胃，分掛林中，成串相連。
一時之間，林中各游牧部落，聞隋軍而至則魂飛魄散，肝膽俱裂，紛紛逃遁。
眾人不解黃明遠所為，黃明遠說道︰「若此等真是避難之胡虜，見我大軍殺氣騰騰而來，根本不敢貿然來降。而今日此等胡虜，多為壯丁，一看便不懷好意，彼輩難辨真假，一旦心懷不軌，我軍便要折于這茫茫大山之中。我以威示之，就是要告訴這些人不要與我為敵，亦不要妄動心思。」
眾人恍然。
隋軍一路向山中挺進，並分兵守住各處險要的地方。
而山中同羅部的哨騎听到隋軍的也殘暴大為恐懼，便在山中豎立柵欄，準備很多滾木、石塊、標槍、弓箭來對抗隋軍。
此時黃明遠率部進抵同羅部所在山谷之外。只見此處果然是山高林密，地勢險要，易守難攻。
黃明遠遠望山中有影影綽綽的痕跡，乃對董純說道︰「胡虜不識天數，不習兵法，此時竟然也邯鄲學步，想伏兵于外，真是笑話。」乃命董純調轉頭去，攻擊山上的同羅部伏兵。又親率喬鐘葵與薛世雄所部，進攻山谷。
黃明遠之前多長于野戰和城防戰，對于山地戰尤其是密林戰，還是初次接觸。
薛世雄作為大軍先鋒，親率千余步兵持圓盾登山，殊死作戰，與同羅留哥所部戰于谷口。
此時山谷狹窄，道路崎嶇，不便騎戰。同羅留哥也只得命令各部騎兵下馬與隋軍步戰。
雙方在谷口血戰不退，同羅部戰力不如隋軍，隋軍奮戰，同羅部不能抵擋，被隋軍攻破第一道柵欄。黃明遠令隋軍將其盡皆焚毀。
同羅留哥敗退，被驅趕著往里退。
而正好谷口狹窄，不便通行。隋軍再往里攻擊，便不能憑借兵力優勢持續征戰，反而因為地形限制，被同羅部阻隔于外，不能前進。
同羅留哥為了有效阻擋隋軍，又趁機在谷口豎立柵欄好幾層，完全堵塞了谷口道路，憑借地勢高來抵抗隋軍。
而且同羅部婦孺也知道谷口若被隋軍攻破，他們所有人怕是性命不保，因此都在山上拼命幫著同羅部投擲石塊，引弓張箭。
眼看同羅部同仇敵愾，黃明遠知道這些未經訓練之人不過是憑著一腔熱血，一而衰，再而竭。乃命令隋軍故意夸大進攻陣勢，造成千軍萬馬全面攻擊的態勢，引誘同羅部發放箭石。山上的同羅部婦孺本身並沒有受到過訓練，見此場面更加慌張，直把手中的檑木、弓箭如瘋了一般向山下傾倒。
等到山上的箭石不足，打擊變弱之後，黃明遠乃親自督率諸軍借著樹攀藤而上，另外派遣壯士從小路先上，伺機佔據山頂用弓箭往下射擊。
同羅部的士兵被弓箭射殺無數，其山頂的婦孺也被隋軍殺得四處逃散。
同羅留哥已經抵擋不住隋軍攻擊，主要是兵力不足，因此被攻擊的節節敗退。
另一側的同羅阿沙眼看谷口遭遇攻擊，雖然心急如焚，可是山下的隋軍圍著他們攻擊，同羅阿沙所部被封鎖在山林之中，根本無法突出。
隨著谷口被隋軍突破，同羅阿沙拼命向山下突破，損失慘重。
同羅阿沙也左臂中箭，眼看隋軍層層圍上，知道事不可為，竟然選擇帶領殘部四散而去。
此時山谷中的同羅部再無任何翻盤機會。
同羅留哥帶著殘部且戰且退，向灣中而去，掩護部眾從另一個方向撤退。
喬鐘葵部猛將王拔瞅的良機，乃一馬當先，直奔同羅留哥而去。王拔馬快，同羅留哥猝不及防，被王拔一矛戳死。同羅部最重要的文臣，同羅部文字的奠定者同羅留哥，就此殉國。
同羅部部眾眼看同羅留哥身死，四處亂竄，黃明遠在谷口望著狼奔豕突的同羅部部眾，乃下令全部誅殺。
喬鐘葵和薛世雄所部在此對同羅部部眾展開了血腥的大屠殺，不分男女老少，所有活人盡皆喪命。
整個山谷被染的猩紅，到處都是倒斃的尸體，整個山谷成了一個大型的修羅地，屠宰場。
鮮血直流淌入湖里，整個湖面都被染成了血紅色。
左右文官皆面有不忍之色，勸黃明遠可以饒過突厥婦孺，黃明遠卻絲毫不為所動。
「斬草不除根，春風吹又生。他們既然選擇了抵抗，就意味著他們站在了大隋的對立面，除惡務盡。」
屠殺一直持續到傍晚，整個山谷之內，同羅部部眾被屠殺者達兩三萬人之多。當然還有不少人逃月兌四散，但黃明遠並不打算放過他們。
直到山谷之中沒有一個同羅部活人，這場殺戮才結束。