这一次遭到炮击，虽然只损失几百名骑兵，但让也速带儿彻底明白京兆城是守不住了。在他看来严忠范败局已定，眼下当务之急是要带麾下的万余精骑逃出生天。如果再不逃走，一旦后续的霹雳军到来并夺取萧关，自己的这点人马也要交待在关中之地。他此时虽然尚未得到潼关方向援军的消息，却已不再对秃哥和史格报有期望。他们军队人数虽多，但面对的可是连阿速军和怯薛军也无法战胜的对手。潼关虽然一夫挡关，但城墙也会在火炮的轰击下崩塌。
也速带儿逃走时，派了人通知严忠范，告知他京兆已不可守，让他速作打算。这个提醒在严忠范看来，纯粹是脱裤子放屁——多此一举，不由得破口大骂。蒙古骑兵倒是可以仗着快马逃走，但城中的守军都是步军，能逃得过霹雳军骑兵的追击如果投降的话，城中的将领们肯定有人会不答应，甚至会哗变。忽必烈对汉人和蒙古汉军既利用又提防，严忠范和手将领们的家眷皆以保护的名义，被安置在大都城中。无奈之下，严忠范只得派了心腹前往大都，向忽必烈状告也速带儿并乞求援兵，又派人前往六盘山和潼关方向，催促援军尽快前来。他还不知道秃哥和史格已兵败身死。
赵辽率军一路紧紧咬住元军，并在六日之后追到了潼关城下。在此，他们遇到了先期到达的第一军军部旅的特种营。他们奉曹轩之命，试图偷袭潼关，却未能得手。史格和秃哥率军西进之后，潼关守将便紧闭城门。特种营派了精锐夜袭，却在攀爬城墙时被守军发现，折损了数名军官和十余名士兵后，不得不退了回来。眼见无隙可乘，特种营只得调转目标，前去夺取风陵渡口。风陵渡由一支蒙古汉军百人队把守，他们将附近船只全部掳到河对岸的堡寨之中，又龟缩起来坚守不出，自以为霹雳军无计可施。谁料到特种营士兵在深夜泅渡过河，先是纵火焚寨又乘势突袭，守卫渡口的元军死伤过半，剩下的皆作了俘虏。
风陵渡一失，潼关守军坐不住了。第二日一早，守将便纠结了一千余人前来攻打。秃哥和史格东进时，将潼关精锐带走了大半，剩下的三千守军多是老弱，那里是特种营的对手。一通枪炮齐鸣之后，潼关守军丢了上百具尸体，又灰溜溜缩回关城内。经此败仗后，潼关守军更是紧闭城门严防死守。没有重型火炮，区区数百人的特种营根本无法夺取此雄关，更何况元军在潼关城墙上，也一字排开了二十余门火炮。这些性能远逊于霹雳军的火炮，但也不特种营所能应对的。
随着溃兵的到来，让潼关守军的人数增加到五千余人，但随之而来的秃哥和史格兵败身死的消息，却让守军愈发惶恐起来。潼关守将接连砍了数名逃兵的头颅并悬在城头，才堪堪维持住了军纪。只不过守将是汉人，他只镇得住蒙古汉军士兵，却镇不住溃逃而来的骑兵——他们都是蒙古或色目骑兵，根本不把守将放在眼里。眼见霹雳军在城下开始架设火炮，溃逃而来的骑兵们再也不顾军令，驱散了守卫东门的蒙古汉军，夺路往洛阳方向而去。霹雳军的火炮已让他们成了惊弓之鸟。
城中的蒙古汉军士兵正欲有样学样尾随逃跑，却被守将带了亲兵队堵住逃跑之路。数十颗鲜血淋淋的人头告诉他们，这就是逃跑的下场。这种冷酷手段使得守军为之一凛，但并没有持续多长的时间。随着赵辽一声令下，数十门霹雳军火炮开始齐射，让西门城墙上火炮和士兵间陷入火海之中。潼关地处京兆和洛阳之间的腹地，元军根本没有料到霹雳军会在如此短的时间来攻城，火炮数量质量都不及京兆，也没有土木防御工事，故几轮炮击下来，城墙上的火炮和弩炮投石机皆被摧毁，炮手也死伤殆尽。
守卫潼关的元兵本就是老弱残兵，那里见过如此天雷地火的阵仗，不少人当即便扔下武器抱头鼠窜。守军将领倒是十分悍勇，他趁着炮火停息时带了亲兵心腹二百余人，藏着已被轰塌的西城门之后，试图阻截霹雳军进城。赵辽生性谨慎，不肯让士兵以身犯险。眼见城楼墙体后面人影幢幢，他先是下令用2斤和5斤炮将城楼后犁了一遍，又下令进攻的士兵用手雷开路。一番轰击下来，西门城楼后的的二百余人当即报销了数十人，剩下的皆作鸟兽散。元军守将眼见大势已去，当下便拔剑自刎了。他以自己的死，保全了在大都的家人性命。
赵辽率军东进一路连战连捷，不仅击杀秃哥史格击溃其大军，还一举控制了潼关和风陵渡，自身损失十分轻微——阵亡一百余人伤四百余人，多为箭矢所伤。虽然双方战损比在一比十以上，但赵辽并不太满意。一方面死伤者中军官比例高达二成以上，实是是多了些。另一方面也是霹雳军走的是同魏武卒一样的精兵路线，不管训练还是装备都碾压元军，这个伤亡虽小，却也在总参谋部的预估范围。按照欧阳轩的思路，霹雳军打仗应尽量减少伤亡。毕竟火器弹药虽然昂贵，但霹雳军伤亡人员的抚恤金更加昂贵，会对财税支出造成严重影响。如果伤亡人数过多，还会对政治和社会造成严重的冲击。
留了重步兵团守卫潼关，赵辽率骑兵团和轻步团前去夺去蒲津渡。此时他已接到曹轩的军情，得知了长安城的战况。曹轩告诉他，严忠范出击惨败之后便摆出一副龟缩死守样，不仅堵死了与霹雳军对峙的东北南三个城门，还驱赶民壮上城墙作人盾，又拆了百姓房屋搭建土木工事，还在城中挖掘了大量的壕沟和洞穴。元军的火炮和士兵躲在这些防御设施中，使得火炮的杀伤力大减。如果不将城墙上防御设施特别是火炮清理干净，进攻的霹雳军士兵必然要遭受重大损伤，故曹轩并没有下令大规模攻城。所幸的是，第一军军属炮兵的二十四门40斤重炮已经运抵城下即便长安城高墙厚，也经不起这些重炮的集火攻击。
曹轩还告诉他，昝万寿所率的第二军和董虎所率的第四军已进入了关中。第二军骑兵师与六盘山奥鲁赤所部的先锋骑兵在距萧关百里处遭遇，取得了歼敌一千余骑的战绩，但遭到了自长安方向而来的也速带儿骑兵的偷袭，损失了七百余骑。也速带儿与奥鲁赤合兵一处后，其骑兵总数已达三万余人，足足是我方的三倍。敌众我寡之下，第二军骑兵师已固守待援，与蒙军骑兵对峙。眼下昝万寿已率第二军的主力正前往萧关，董虎的第四军则前去攻打西边的秦、巩等州。