窝阔台命令第十万人队全部下马，推送攻城云梯向黑水城墙发起进攻，第七万人队进行掩护。

第十万人队下马就步，一边高举盾牌，一边推送攻城云梯缓缓向黑水城墙前进。

蒙古骑兵前进过程中，一路未遭遇抵抗，顺利抵达黑水城下，即开始通过攻城云梯攻城。

这时黑水城副将率领守军从掩体钻了出来，不断向攻城云梯上的蒙古骑兵抛掷石块。第十万人队只得高举盾牌进行抵挡。

窝阔台见此情景，即令负责掩护的第七万人队万箭齐发，压制城墙上守军的反击。

最终蒙古骑兵攻入城墙，对城墙上的残军进行剿杀，不到三千的黑水城守军不到一个时辰全部战死，黑水城副将和黑将军儿子均也身中数刀，以身殉国。