第六天，城外胡人增加到接近9萬人！形勢非常嚴俊，眾將士都臉帶憂色，關羽的臉色也變成了紅中帶黑，唯有程昱一臉坦然，神色自若。
程昱向眾將士道“最遲明天，張翼德必至！“於是軍心安定，拚死守城。戰至天黑，能戰者已不足6000人。好在守城器械資料很多，尚能勉強堅持。
且說張飛等四將，帶領3萬人，沿途掃蕩，殺死胡人男女老幼近20萬，俘獲胡人年輕女子5萬多人。沿途收容漢人及解救漢人奴隸共8萬多人。另有繳獲馬匹10多萬匹，牛5萬多頭，羊60多萬，金銀糧草器械無數。
大部分被解救的漢人被集中安置在幾個大的據點，協助看押被俘的胡人女子及牛羊馬等物資。
少部分願意從軍的漢人青壯則加入了張飛的漢軍之中，隨軍作戰。進入龜茲縣時，兵力已經增加到5萬多人。
進入龜茲縣之後，周倉向張飛轉達了關羽（程昱）的計劃之後，張飛便安排周倉領2000精銳及3000被解救的奴隸兵駐守龜茲城，負責看守繳獲的物資，然後置換出守原來周倉的3000漢軍精銳，領著張遼晏明，急行軍去策應關羽。
張遼向張飛獻策，采用突襲作戰。於是張飛命令軍隊晝伏夜行，在第二天夜間趕到離敵營20裏處，此時斥候來報，膚施城處境艱難，恐有破城之危。
得斥候回報膚施城的情況，張飛很是擔心典韋和關羽的安危，即刻就要發起進攻去救他大哥二哥，張遼力勸張飛不急於進攻，而是休整一天，讓將士養足力氣，然後要等胡人再次全力進攻時，出其不意進攻胡人後方。這樣才會將戰果變到最大。張飛不笨，隻是習慣用力不用腦，聽張遼說得有理，欣然接受。
第七天，胡人全力進攻，多次攻上城頭，漢軍拚死守城。戰至中午，胡人背後突然喊聲大起，張飛等三員大將領領著5萬多漢軍騎兵，勢如奔雷一般，從胡人後方猛撲過來。
胡人立時大亂。5萬漢軍騎兵就算正麵硬扛，都可以吊打9萬胡人了，更何況是出其不意的突襲？
漢朝時，有一種說法叫“一漢當五胡“，說的就是全盛時期（漢武帝）漢軍的戰力，是胡人的五倍。為什麼呢？主要有三個方麵：
一，身體強壯程度。漢人的糧食能吃飽飯且有肉吃，而胡人經常餓肚子，漢人普遍比胡人強壯；
二，鎧甲及武器裝備遠比胡人精良；
三，漢朝時期，孺學還是尚武的，民族勇武血性尚在。
關羽典韋看到他們的好基友三弟來了，開心的不得了。趕緊讓人將城門洞裏麵的石頭搬開，隻留1000人守城，帶領其餘全部人馬出城夾擊胡人。混亂中張飛遇上哈拉托，兩人大戰數合不分勝敗。
張遼看到兩員戰場指揮官在單挑，覺得大大的不妥，這廝二話不說跑上去，一箭將哈拉托射死了事。
氣得張飛隻好一矛捅穿哈拉托的死屍，高高舉起，扯起雷公嗓門哇哇大叫：“哈拉托死了！”
“哈拉托死了！”漢軍紛紛齊聲高喊道
胡人膽喪，有的亡命奔逃，有的跪地投降。
張飛的6萬人馬，休息了一天一夜，精力體力充沛，銜尾追殺胡人80多裏，最後四散逃走者不到3萬人。殺敵4萬，俘虜3萬，若加上胡人攻城時的死傷，此戰殲敵超過8萬以上。
膚施周邊地區的胡人青壯，幾乎在這一戰中耗盡。
關羽和張飛乘機將6萬大軍分成數十股，向南和向西掃蕩胡人部落，再次屠殺羌胡近10萬人，俘獲胡人女子3萬多人，牛羊馬等物資無數。
善無之戰殲滅胡人10萬，膚施之戰殲敵8萬，趙雲掃蕩西河郡屠殺了15萬，關羽張飛掃蕩上郡屠殺了超20萬！加上俘獲的胡人女子8萬多人，四個月內，胡人損失將近60萬人口！
並州胡人大傷元氣，己經暫時對王嵩的轄區構不成威脅了。
這次的3萬男性俘虜，程昱勸阻了關羽的屠殺，全部押送到樓煩鐵礦和繁峙金礦去挖礦，解決雁門郡挖礦的勞力和苦力不足的問題。
關羽令眾將繼續掃蕩清剿周邊地區的殘餘的胡人和漏網的胡人。膚施地區胡人幾乎被屠殺一空，殘餘漏網的胡人，紛紛逃往更兩邊的涼州地區或朔方郡等北方草原。
掃蕩羌胡所得的豐富的繳獲也為後續的移民提供了物質基礎。
此次收複膚施之戰，意義非常重大，其中最大的政治意義，在於收複了中華民族的始祖——黃帝的陵寢之地。