徐达察觉到东南营地不稳，及时率兵赶到并击退敌人，还当场罢了胡德济的官，将其移送京师法办，同时把数名没有坚守阵地的将校斩首示众，以儆效尤。
之后，徐达命令诸将每夜不断制造噪音骚扰王保保的军营，使王保保的部队每夜得不到休息。数日后的一夜又偃旗息鼓，王保保的部队连日不得休息，于是纷纷昏睡，这时徐达指挥明军出战，将士皆奋勇争先冲锋，大败王保保。
沈儿峪之战，明军俘获元朝官吏1865人，将校士卒84500余人，马15280匹及大量驼骡驴杂畜。
王保保仅与其妻子数人逃窜，逃到黄河时找不到渡船，只得捞取在河中漂流的木料有惊无险地渡过黄河，一路风尘仆仆地从宁夏向蒙古草原狂奔，最终保住了性命。
与此同时，元顺帝驾崩，明将李文忠趁机奇袭应昌，元太子爱猷识理达腊仅以数十骑北逃。
