才刚抵达界桥，袁绍召来手下大将张合说：「公孙瓒虽然有白马义从，我袁绍也有大戟士，谁怕谁？」点名张合：「儁乂，为我破此大敌！」他是大戟士的统帅，今年初从韩馥手中夺下冀州后，在韩馥手下担任军司马的他率部归降。深知勇猛的袁绍，命他率领自己亲卫部队。大戟士是配备重甲大戟的重装步兵，对于汉朝普遍的步兵，有着很大的杀伤力，但是遇到公孙瓒的轻装精锐骑兵白马义从，那可就是没办法。袁绍发此豪语，张合只能顾左右而不言，也就是想说大戟士光是数量就比不过白马义从，何况步兵打骑兵，就是找死阿！
袁绍当然也从张合反应看出端倪，派人找来曲义，不管是从名气或是战绩，袁军能与他匹敌的还真找不到。袁绍也不客气开门见山说：「公孙瓒的这场决战，就让你担任先锋，给你八百刀斧手，外加一千强弩兵，我在后压阵，务必挡住白马义从。」要是一般人听到这样命令，胆小的可能就直接腿软，胆子大一点就直接跟袁绍回绝，他可不是一般人，只淡淡说了两字：「领命。」就转身离开。他认命了？绝没有那回事情，从跟羌族长久以来的征战经验，人多不一定好办事，回到帐中打开地图思考，该怎么利用这些马背民族的缺点跟作战方式，决心打一场前人未闻的仗。
公孙瓒把刘备派到青州，一方面怕还算是袁绍阵营的曹操北上援助，另一方面也有趁机占据青州的意图，当夜刘备就率旧部简雍与关张二人前往。
第二天，公孙瓒早早就把阵势摆开，有多么壮盛呢？把步兵三万余人作方阵布置，骑兵左右两翼各五千人，精锐白马义从为中央攻坚主力，同样分为两翼，白马义从善于骑射，左翼射右，右翼射左，呈现包抄阵势，旌旗招展，铠甲耀目，好不威风。
袁绍这边，由曲义率领八百敢死刀斧手在前，一千强弩兵在后布置成扇形，袁绍率领数万步兵在后，曲义观察战场风向之后，坚定自己的想法，严令所有人持盾，没有他的命令，不准妄动与攻击。公孙瓒看到袁绍这点数量的前锋，不禁失笑：「这点兵马让我白马义从攻击都嫌小题大做。」当即下令骑兵冲锋，想要一鼓作气把袁绍的前锋冲个鱼溃鸟散、土崩石解。
看到公孙瓒下令骑兵冲锋的曲义，下令所有人持盾低伏、不准探身，听到命令才准行动，对于一般士兵来说，面对大队冲锋的骑兵，步兵要不逃跑已经很难得，更要低伏身躯等待命令，这压力该有多大。公孙瓒骑兵从两百步、一百步、五十步，接近到三十步距离时，下令刀斧手扬起土沙，齐声大吼，一时间战场飞沙遮目，公孙瓒的部队位于下风处，风沙所及皆目不能视，战马也因为兵士大吼，受到惊吓，这时下令强弩兵抬弩齐射，这时候扇形布置就发挥作用，瞄准最前头的骑兵，弩兵相对于弓兵，有更强打击力道，先头部队马上受到最强攻击，一时战场充满哀号，战马嘶鸣、骑兵死伤无数，后头部队还在沙尘中前进，幸免于难的骑兵冲到前头，曲义下令刀斧手弃盾，先砍马腿再杀骑兵，丧失机动力与冲击力的骑兵，已经不足为惧。在白马义从溃不成军时，接着曲义下令一千八百人开始追击，公孙瓒的后续部队因为前面死伤无数，赶紧回头逃跑，进一步造成阵形溃散，这时追击力道有多强？且不说公孙瓒的数万大军被打的抱头鼠窜，连手下大将、才刚任命不久的冀州刺史严纲都被斩杀。
公孙瓒再怎么不情愿，都无法否认败战的情况，本来想依靠大本营的营寨作为依靠坚守，没想到遭到曲义追杀二十余里，从界桥冲破防守，一路挺进，公孙瓒部队一路溃散到大本营，连大营的牙旗都被砍翻，眼看曲义手下的敢死部队即将攻破大本营，只好留下一些防守的部队，剩余的跟随自己撤离，留下的知道必死无疑，少数还拼死作战，大多一接触就溃散奔逃去了。
公孙瓒率兵逃亡的同时，在大本营听到大胜的袁绍高兴不已，命令吩咐除了自己的亲兵以外都加入追击，以为战事大致底定就下马离鞍稍微休息，冷不防却撞上公孙瓒的逃散骑兵二千多人，在他身边的亲兵不超过二百人，包括数十强弩兵，百余名大戟士也在休息，根本来不及备战，好在亲兵作战经验并非不足，公孙瓒的残兵也不知这就是袁绍及其亲兵，并未死力作战，单纯只是想杀出一条路逃亡，别驾田丰这时要拉着他躲到倒塌的断墙后躲藏，袁绍不知道哪来的勇气，一把将头盔摔掉：「大丈夫应该战死，怎能逃入墙内苟延残喘。」下令弓箭手射箭回击，射伤不少骑兵，逼使公孙瓒的残兵撤离。在前方发觉后方有异的曲义，赶紧率部回救，终于把他从死亡边缘拉了回来，不久敌方骑兵悉数撤离。这次对战胜利，曲义赢的十分精采，奇怪的是并没有赢得袁绍的充分信任。
收拾战场后，虽然公孙瓒吃了败仗，但是没有伤筋动骨，不过是损失了千余人，袁绍也没有因此在气势或是形势上压过一头，事实上以步兵为主的袁绍，绝对没有能力追击以骑兵为主的公孙瓒，甚至如果追击反而可能被歼灭，退回蓟的公孙瓒，屯兵于公孙范的渤海郡。先前从兖州撤回的范方领军回归幽州路上，听闻界桥之败后加速赶回幽州，以免被袁绍军队得知，这一仗只是点燃两家征战不断的狼烟。