时已三更，蒙古军残部的内讧火并还在继续，而随着刘整和伯颜的军队加入战斗后，火并内讧的规模彻底扩大到整个蒙古军大营，以张弘范和刘整为首的叛军占据靠近白河的东面军营，不断向中军大营发动攻击；以塔察尔和伯颜为首的忽必烈军则在军营西面占据上风，并且死守中军大营，保护金帐内的察必和真金母子。
混战中，蒙古军的帐篷被火把与营火点燃，整个蒙古军的营盘火光冲天，大大小小的火头将夜空映得有如白昼，到处都是各种各样的口号声也和马蹄声、喊杀声、金铁碰撞声和惨叫声。叛军士兵高喊，“阿里不哥大汗万岁！活捉察必、真金！”忠于忽必烈的军队则高喊，“忽必烈大汗万岁！保护皇后太子！”叛军士兵又高喊，“跟着阿里不哥大汗有饭吃，有女人睡，有荣华富贵！”忽必烈的军队则又大喊，“誓死效忠忽必烈大汗，杀光叛徒！”双方步骑兵在营地里一边高喊口号一边自相残杀，死伤无数，宋军将士却在汉水以南看得眉飞色舞，欢声笑语不断。
和子聪预计的一样，兵力和兵员素质占据优势的忽必烈军因为是准备不足仓促应战，前期确实打得非常艰苦，张弘范的叛军甚至一度杀到金帐门口，幸着塔察尔和怯薛长钦察率领敢死队死守营栅，付出巨大伤亡代价后才没有让张弘范的叛军杀进金帐虏走察必和真金——也幸亏是张弘范只想要活人，否则一通火箭、火把的扔进金帐，察必母子非得被活活烧死不可。不过随着塔察尔的部队逐渐增援金帐，忽必烈的军队逐渐控制住了中军大营的战局，将叛军逐渐逼离金帐，而在中军大帐的外围，匆匆集结起来的刘整和伯颜地部队也开始了火并。
为了鼓舞叛军士气，阿里不哥的使者麻里阿图不断在阵前对叛军士卒将领封官许愿，鼓动叛军士卒生擒察必和真金到阿里不哥面前领功，还多次冒险冲到最前沿，吼叫煽动忽必烈军的将士叛变，“蒙古的好汉们，你们的忽必烈大汗已经死了，女人和孩子当不了家，只有投靠阿里不哥大汗，你们才能活命，才能继续享受荣华富贵！凡是归顺阿里不哥的将领，一律官升sān_jí，士兵赏银十两！否则河对面的宋蛮子一旦杀过来，首先要杀的人就是你们！将来阿里不哥大汗夺取中原，你们的全家也会被杀！”
但不管张弘范和刘整攻得再猛，麻里阿图地威胁如何可怕，许诺如何诱人，仍然具有一定凝聚力的忽必烈军队伍中还是很少出现叛徒——当然也不是完全没有，至少有三四个色目人将领就当场倒戈。稍微缓过气来后，绝大部分忠于忽必烈的军队又在伯颜和塔察尔地指挥下向叛军发动一波又一波的反扑，墙头草居多数的叛军队伍本来就缺乏那种悍不畏死地精神，在忽必烈军的奋勇反击下纷纷后退，更有不少色目人又打起了反正投降忽必烈军的主意，只有少部分核心叛军在刘整和张弘范的率领下苦苦支撑，虽不至于立即崩溃，却也完全丧失了反击的力量。
又打了小半个时辰，兵力和兵员素质都不占优势的叛军处境更加危险，不仅被远远逼离中军大营，还被忽必烈军打得左支右绌，阵形几乎崩溃。几个色目人将领见势不妙，马上扯掉捆在左臂上代表叛军的白色布条，宣布脱离叛军反正归降忽必烈，掉转刀枪对着叛军穷追猛打。见此情景，麻里阿图、刘整和张弘范几个叛军首脑急得直叫，“刘长平和姚枢怎么还不回来？他们到底有没有说服宋人帮助我们？”
“呜——！”汉水河面上忽然响起宋军号角，无数宋军大小战船打着火把，潮水般扑向汉水北岸。那一刻，叛军和忽必烈军的首脑都把心提到了嗓子眼，既希望宋军是来帮助自己剿灭敌人，又害怕宋军是来支援敌军，更怕宋军趁火打劫，对叛军和忽必烈军都痛下杀手。当宋军船船队靠岸那一刻，宋军旗舰上忽然站出一员大将，却是张弘范的堂哥张世杰，张世杰举刀高呼道：“阿里不哥大汗万岁！大宋军队支持盟友阿里不哥大汗！”
“大宋军队支持阿里不哥大汗！”宋军船队中响起震天动地地整齐呐喊。听到这喊声，忽必烈军上下个个面如土色，叛军上下则个个欢呼雀跃，士气大振，那些已经把白布条扯下的色目人更是飞快把标准绑回臂上，高喊着“阿里不哥大汗万岁”的口号，挥刀猛砍刚才还与自己并肩作战的忽必烈军将士！
“咚咚咚咚！”宋军战船上的战鼓震天敲响，张世杰一马当先，率领宋军队伍冲上北岸，猛虎下山一般杀向混乱不堪的战场，也不管是叛军还是忽必烈军，一律见人就砍，见兵就杀，后面宋军士兵则拿出各种各样的新式武器胡乱杀人，飞火枪喷出的火焰挥舞乱烧，手雷专往人多的地方招呼，烧得叛军和忽必烈军士兵都是皮焦肉臭，须发尽燃，炸得双方都是血肉横飞，尸横遍野。
见此情景，张弘范赶紧派弟弟张弘正出来迎接解释，张弘正冲杀到面前，向张世杰大叫道：“堂哥，我们的人左臂上都绑有白布条，别杀错了！”
“好！”张世杰爽快答应，并飞快把区别叛军地办法传达下去。这下子战场形势迅速逆转，得到增援的叛军和宋军联手互相弥补，骑兵众多地军来回冲击，宋军步兵则列阵推进，把刚才还占据上风的忽必烈军杀得溃不成军，血流成河。不少聪明地忽必烈军色目人将士也看出叛军和忽必烈军的区别办法，赶