大食軍船隊漸漸駛入了唐軍範圍，爲首幾艘大船便急不可耐地向唐軍大營發動攻勢，一顆顆大火球騰空而起，射進了唐軍大營內，火球落地便碎裂，燃燒的火油撲滿一地，原來是一隻只裝滿火油的陶罐，陶罐外面點燃了，看起來就像一顆顆火球。
但唐軍距離河邊三百步內的大帳全部拆除，大食軍投石射程只有百步，火油雖然在唐軍大營內燃起熊熊烈火，卻沒有任何產生破壞，事先安排的千餘名唐軍奔跑喊叫，做出一副混亂的樣子，擾亂敵軍的判斷。
荔非元禮喝令道：“穩住！等待命令射擊。”
唐軍士兵都經過嚴格的訓練，沒有射擊命令，任何士兵都不能射出一箭，暴露他們的存在。
必須等敵軍戰船全部進入射擊範圍，唐軍纔會發動攻擊。
但大食軍也並不是傻瓜，他們行到一半時，便發現了不對，大營內並沒有帳篷，所有的火油都只在地上燃燒，爲首的幾艘船慢慢停了下來，有士兵在船尾大喊大叫，最前面的一艘開始調頭。
荔非元禮頓覺不妙，當即喝令道：“士兵追擊射殺！”
“全軍追擊射船！全軍追擊射船！”
五千士兵紛紛從壕溝跳出來，張弓向船隻射去，他們距離敵軍大船隻有四五十步，爆裂箭如雨點般射向大敵軍大船，一聲聲爆炸轟然炸響，將船隻炸開一個又一個的大洞，河水洶涌灌入。
與此同時，白孝德派出兩萬騎兵監視敵軍的突襲，他很清楚，敵軍必然有騎兵在後面準備突襲唐軍大營。
白孝德派出騎兵也是爲了保護弓弩手，弓弩手已經衝出大營，沿河追射敵軍大船。
不過阻止大食軍發動突襲並不是唐軍騎兵，而是一支支在船上閃爍着火光的爆裂箭，夜幕下，三十艘大船上傳來噼噼啪啪的爆炸聲，火光閃動，硝煙瀰漫。
率領兩萬騎兵的大將巴赫曼震驚無比，眼看着一艘艘大船沉入江中，他無法想象唐軍使用的是什麼武器，似乎威力十分強大。
“立刻撤退回大營！”
巴赫曼果斷下達了命令，兩萬騎兵紛紛掉頭，返回了大食軍營。
此時齊亞德還在眼巴巴等着勝利的消息，不料派出的軍隊全部撤退回來，讓齊亞德大驚，急問道：“巴赫曼將軍，出了什麼事？”
巴赫曼上前躬身道：“啓稟總督，唐軍已經準備，設下了埋伏，卑職不敢輕舉妄動，而且唐軍似乎有一種新式武器，威力強大。”
齊亞德心中一沉，急忙問道：“什麼樣的新式武器？”
“不知道，像是一種箭矢，射中船隻後發出爆炸和火光，威力很大，船隻全部被摧毀沉沒。”
齊亞德眉頭一皺，他最擔心就是唐軍推出新式武器，上一次唐軍用火油武器使他們在怛羅斯大敗，十幾年不見，唐軍不會又出現更強的兵器吧？
齊亞德沉默片刻，點點頭，“撤退回來是正確的，既然唐軍已經識破我們的進攻，他們必然會有埋伏，和唐軍作戰，必須要有十二萬分警惕，稍微大意就會中他們的圈套。”
四更時分，唐軍大營營門緩緩開啓，一輛接一輛的大型投石機從大營內緩緩駛出，後面跟隨者兩萬騎兵，緩緩跟隨着四十架投石機向大食軍營方向而去。
正在熟睡中的齊亞德被士兵推醒，唐軍來襲，他大驚失色，連忙穿上盔甲向大帳外衝去，一直來的大營前，齊亞德站在營柵上方向遠方眺望，月光下，只見一個個巨大的黑影正向大食軍營靠近。
“不好！是投石機！”
齊亞德猛然反應過來，立刻回頭對副將巴赫曼道：“傳令軍隊，立刻拆除大帳！”
唐軍的報復來得好快，上半夜是他們派出投石機，下半夜，唐軍的投石機就來了。
他大喊道：“弓箭手準備！”
五千大食軍弓箭手在營柵前列隊，準備要射擊了。
四十架大型投石機在距離大食軍營約一百五十步外停下，而大食軍的弓箭射程在一百步左右。
這是個很難受的距離，大食軍弓箭射不到唐軍，而唐軍的投石機卻能投進大營內。
“總督，派騎兵殺上去吧！”
齊亞德回頭看了一眼被拆得空蕩蕩的軍營，冷靜道：“等一等，看唐軍有什麼招數？”
唐軍已準備就緒，一隻只五十斤的鐵火雷放入了投兜，一名指揮將領大喊道：“點火！”
一支支長火把點燃了火繩，猛然間，‘嘭！嘭！嘭！’一連串發射了，四十顆鐵火雷騰空而起，向三百步外射去。
四十顆鐵火雷在大食軍營內驟然爆炸了，火光迸射，濃煙騰起，爆炸中同時射出大量鐵釘，大食士兵還以爲是火油罐，稍稍躲開就行了，沒想到唐軍射來的竟然是惡魔般的武器。
無數士兵被炸死炸傷，更多的士兵被鐵釘射中，大營內慘叫一片。
緊接着，唐軍第二輪鐵火雷飛射而出，越過營柵，紛紛射進了大營，這一次唐軍發射稍晚，導致很多火雷在空中便發生了猛烈爆炸，大食士兵被凌空爆炸的火雷嚇得魂飛魄散，東奔西跑，到處是哭喊聲。
齊亞德也被唐軍強大的火器驚得目瞪口呆，但他還是反應疾快，厲聲大喊：“阿卜杜拉將軍，你速率一萬騎兵出擊，給我摧毀這些惡魔兵器！”
齊亞德很清楚，如果任由這種強大的爆炸武器肆虐下去，他的士兵都會被嚇破膽，這場戰役就別想再取勝了，還不如和唐軍直接拚了。
營門大開，一萬大食騎兵洶涌殺出來，向一百五十步外的投石機殺去。
就在這時，鋪天蓋地的爆裂箭從空中射來，如雨點般地落在騎兵羣中，一萬支爆裂箭在騎兵羣中爆炸了，一片片騎兵栽倒，就連守在大營柵欄旁的五千弓弩手也被波及。
爆裂箭殺傷力極強，一場箭雨，一萬騎兵死傷超過四城，後面騎兵嚇得紛紛掉頭向大營逃去。
緊接着一萬唐軍騎兵衝上來，再度一起射箭，一萬支爆裂箭騰空而起，以拋物線方式落下，觸地即爆，又有大片戰馬摔倒，連同士兵紛紛落馬。
一萬騎兵在短短時間內，只剩下不到兩千騎兵逃回來。
齊亞德也險些被兩支爆裂箭射中，他親身感受到了爆裂箭在他身邊爆炸的氣浪恐怖，唐軍鐵火雷和爆裂箭的進攻讓他徹底膽寒了。
齊亞德在奔逃中下令，“傳令全軍向布哈拉撤退。！”
六萬大軍放棄大營，倉惶南撤，這時，唐軍追擊的號角聲吹響了，“嗚——嗚——”
四萬唐軍騎兵縱馬向大食軍追殺而去，大食軍已經無法組織陣型對抗，六萬大軍潰不成軍，大食軍大敗，被唐軍騎兵殺得屍橫遍野，血流成河，數萬大軍被追趕中被殺死。
七萬大軍只剩下不到三萬逃到布哈拉，但此時布哈拉民衆發生了起義，數萬百姓殺死數千大食守軍，佔領了城門，當大食軍隊敗退而來時，布哈拉城門緊閉，城頭上全部是安國的旗幟。
齊亞德不敢停留，帶着兩萬七千騎兵奔進了沙漠，向阿姆河方向逃去，儘管沙漠有三百里，但大食軍在沙漠中有一座補給小城，可以讓他們得到水和食物補給，能勉強逃回木鹿。
這一戰，大食人對河中地區勢在必得，以七萬大軍席捲粟特各國，不料卻遭到了唐軍的代差打擊，唐軍強大的火器對大食軍完全是一種碾壓式的攻擊，首先大食軍在士氣上就崩潰了。
這一戰徹底打掉了大食王朝和唐朝的信心，在隨後的整整三十年間，大食軍再沒有跨過阿姆河一步。
也就在這場那色波之戰結束後的第二年，大食哈里發特使乘船抵達了廣州，前往長安覲見大唐天子，遞交了哈里發的國書，願兩國修好，永不再戰。