，雞鳴時分，班超的大軍連夜行軍，殺回莎車王城之下，隨即發起總攻。莎車人以為班超的軍隊早已遠遁無蹤，說不定正遭龜茲軍隊截擊，哪曾料到這麼快便殺了回來。這人啊，一鬆懈下來，士氣很容易就丟失了，莎車兵營內計程車兵有的睡眼朦朧，有的還在睡夢中。班超的大軍一鼓作氣，攻破莎車王城，搗破莎車兵營，莎車軍隊一片混亂，慌不擇路，稀裡糊塗便成了刀下之鬼。是役，莎車軍隊被擊斃五千餘人，其餘部隊繳械投降。班超這個冒險的作戰計劃大獲成功，莎車王向班超投降。
還在邊界等侯截擊的龜茲諸國援軍苦等了一天，沒有見到班超大軍的影子，卻傳來莎車國已經被攻破的訊息。龜茲王大驚失色，莎車一丟，意味著從於闐經莎車到疏勒的通道已經全部被班超所掌控，龜茲王雖然手握五萬重兵，但是莎車陷落，五萬軍隊的補給便成大問題了，沒有糧食，五萬大軍很快便會喪失戰鬥力。龜茲王長嘆一口氣，下令班師撤退。
莎車戰役，是班超在西域指揮的最重要的戰役，此役既是智勝，也是險勝，如果班超無法迅速攻破莎車王城，那麼結果難以預料。班超在此役中充分利用軍事欺騙，調動敵軍主力，化被動為主動，在敵人認為最安全的時侯猛烈一擊，從而扭轉戰局，奪得勝利，這堪稱是班超軍事生涯中的代表作。
從此班超威震西域。
來自北部的龜茲勢力被扼制了，但是西部的大月氏國卻是巨大的威脅。
月氏國前文已述，即貴