初九，葛怀敏进抵瓦亭寨，会会合部将许思纯、刘贺、张贵、向进、刘湛、赵瑜、曹英、李知和、王保、王文、李岳、赵璘、赵珣、李良臣等商议作战方案，计划第二天出兵袭击西夏军驻地新壕（宁夏固原西北），分四路奔赴定川寨（新壕不远处）。

李知和、曹英一路当晚先出发。第二天，刘湛、向进一路在中途遭遇西夏军，战不利，退保向家峡，其他三路仍然进军定川寨。

不久哨骑报西夏军拔栅栏出新壕，向宋中军进逼。葛怀敏等人守定川寨。近午，夏军先毁新壕板桥，截断宋军退路，又封锁定川寨水源，接着大军围困定川寨。

葛怀敏率军出寨列阵迎击。刘贺率蕃兵在河西出战，部众被夏军击溃；葛怀敏率中军屯寨门东偏，曹英等列阵西北，李元昊用劲旅四面冲击葛怀敏的中军，宋军坚不可摧，李元昊又回击曹英部。曹英顽强阻击，双方打得难舍难分，不分高下。

突然黑风从东北宋军后面突起，飞沙弥漫，宋军指挥失灵，营阵大乱，争相奔入定川寨城内。混乱之中，曹英被流矢射中面颊，跌在沟壕里。葛怀敏部见曹军混乱失败，也跟着惊骇奔走，葛怀敏为部众所裹挟跌倒，几乎被践踏致死。被抬进瓮城，很久才苏醒过来。真是天不佑大宋啊！这从侧面也可以看出，葛怀敏威信不高，魄力不足！

赵珣见状，率刀斧手和勇士据门桥奋击，夏军稍退。但是宋军无斗志了。当晚，夏军围城。葛怀敏与诸将商计，决定突围走镇戎军。

第二天黎明，葛怀敏以曹英、赵珣为先锋，刘贺、许思纯为左右翼，李知和、王保、王文等殿后，结阵东进。葛怀敏策马向东南先行，驰行二里许，长城壕桥已断，不能再前行。西夏军乘宋军混乱之际，以逸待劳，从四面冲杀过来。

葛怀敏与部将曹英，李知和、赵珣、叶芝春、王保、王文、刘贺等十四位将领战死，宋军九千四百余人近全军覆灭。马六百匹被西夏军缴获。好在葛怀敏让步军守在定川寨，不准步军跟从，这些步兵得以幸免，另有韩质、郝从政等在莲花堡、刘湛、向进在向家峡共计七千多人也得以保全。

李元昊获胜后，挥师南下，直抵渭州，泾原路统帅王沿在渭州，率全州人上城，多树旗帜以为疑兵，环庆路统帅范仲淹自庆州引兵救援，加上西夏的另一路军被宋军击败，不能按期到渭州汇合，李元昊因此不敢久留，只得撤兵回去。

佐料：葛怀敏是葛霸的儿子，因父亲荫功授官，西北用兵，葛怀敏历任泾原路副总管，秦凤路经略安抚副使，鄜延路副总管，环庆路经略安抚副使，可以说西北四路，他都呆过，可谓阅历丰富，应该有军事才能吧？。

可惜的是，范仲淹主持环庆路时，认为葛怀敏狡猾、懦弱，不知兵法，不欣赏他，也不要他，他又返回泾原路，在王沿手下做经略安抚副使。可见范仲淹的眼光多毒辣。

王沿却十分看重葛怀敏。定川寨之战，葛怀敏出兵前，王沿也是有嘱托的。王沿要他率兵拒守瓦亭寨以逸待劳，葛怀敏不听，偏要率军进兵镇戎。王沿又派人写信告诫，不要深入，只要据镇戎城，用孱弱的军队诱敌，敌军来，发伏兵就有功劳，葛怀敏又不听，非要领军到定川寨，想依托定川寨主动出击新壕，结果在定川寨大败。

王沿因为定川寨之战失败，受牵连被降职知虢州（河南灵宝），两年后卒，享年不详。