真正的决战，在凉州以西、水草较为丰美的焉支山下展开。慕容翰指挥的西征军主力，虽然总兵力略少于吐谷浑，但装备更加精良，训练更加有素，指挥体系高效，加之有北疆大胜的余威和旺盛的士气作为支撑。而吐谷浑军队虽个体骁勇，但各部族之间协调不畅，号令不一，面对魏军严整的阵型、灵活的战术配合和强大的骑兵突击能力，渐渐落入下风。慕容翰抓住战机，亲率重甲突骑，如同利剑般直冲吐谷浑中军大阵！姚襄则指挥凉州骑兵与羌族弓骑从侧翼包抄，箭如雨下。一场混战，吐谷浑军大败，伤亡惨重，可汗慕容璜在乱军中身中流矢，狼狈不堪，仅率少数亲卫拼死杀出重围，向西逃窜。
东路军惨败、可汗受伤的消息传来，南下威胁仇池的那路吐谷浑军队，见势不妙，盟友已败，自身孤立，立刻掉头西撤，仓皇退回青海湖方向。慕容垂并未下令深追，只是将兵锋更近一步，推进至仇池山门户之下，扎下坚固营寨，做出长期围困乃至攻山的姿态。
此时此刻，站在仇池山顶，已经可以清晰地遥望见山下魏军连营的密集灯火和迎风飘扬的玄色魏字旗帜，感受到那冲霄而起的肃杀之气。杨纂面对着内部主降派的巨大压力和外部慕容垂大军兵临城下的现实，终于彻底放弃了所有不切实际的幻想和侥幸心理。
在经历了一场短暂而激烈的内部清洗后，杨纂斩杀了一意主战、并试图发动兵变的弟弟杨骏及其核心党羽，用他们的头颅稳定了内部。然后，他素服免冠，率领仇池国主要文武官员，亲自前往慕容垂军前，奉上降表、户籍图册和象征权力的仇池王印绶，正式请降。
丝路上的烽火暂时熄灭，但往日的驼铃却难以立刻恢复曾经的从容与繁盛。经此一役，吐谷浑元气大伤，向西龟缩，短时间内无力东顾；存在多年的仇池国就此除国，其地设立仇池郡，纳入凉州直接管辖，由朝廷派遣流官治理。帝国的西陲边患，至此基本平定，丝绸之路的东段要冲，重新回到了魏国的牢牢控制之下，为日后经营西域打下了坚实基础。
捷报再次飞向建康。冉闵下旨，褒奖慕容翰、姚襄、慕容垂等将士，依功行赏；同时，也厚赏杨纂，履行承诺，封其为“归义侯”，赐宅邸，将其迁往洛阳荣养，以示宽大。西陲的安定，为帝国带来了更广阔的战略纵深和稳定的商路税收预期，也再次以铁一般的事实证明了冉魏王朝有能力应对来自任何方向的挑战，维护帝国的统一与尊严。帝国的疆域与威望，在血与火的洗礼中，进一步巩固和提升。
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