一切准备就绪后，晋军先发制人，主动开营攻击。他们巧妙地绕开了营前的泥沼，沿着两侧迅速推进。楚共王见晋军来势汹汹，又发现晋厉公所在的中军兵力薄弱，且晋厉公的战车陷入泥沼之中，认为这是一个绝佳的机会。于是，他亲自率领王族亲兵的戎车，直奔晋厉公而去，企图一举擒获晋军统帅，从而扭转战局。
然而，晋军的将领栾书见状，立刻想要前去救援晋厉公。但他的儿子栾针却制止了他，认为此时救援可能会打乱全军的部署，影响整个战局。栾书听从了儿子的劝告，仍然保持全军的指挥不乱。与此同时，晋公族大夫魏锜挺身而出，他以精湛的箭术射中了楚共王的左眼，迫使楚共王不得不后退。这一箭不仅暂时解除了晋厉公的危机，更让晋军士气大振，迅速恢复了攻势。
楚军得知楚共王负伤的消息后，军心开始动摇，锐气大减。原本就处于劣势的楚右军及郑军，在晋军的重兵攻击下，更是力不能支，迅速溃退。楚军的中军及左军受到这种溃败的影响，也不得不向后退却。楚军在败退中阵势大乱，晋军则乘胜全线追击，一时间战场上杀声震天，双方的厮杀愈发激烈。
在这场混战中，郤至率领新军追击楚军的“王卒”。他在战场上多次遇到楚共王，但每次都主动趋避，没有趁机攻击。这种行为体现了郤至对礼的尊重，他恪守着不辱伤国君的礼节。与此同时，他还协同韩厥所率领的下军追击郑军。当郑成公试图撤旗逃遁时，郤至也遵循礼节，没有对他进行过分的追击，使得郑成公得以逃脱。这种行为不仅展现了他的个人修养，也在一定程度上维护了晋军的形象。
楚军的右军及郑军已经溃不成军，但楚军的左军却依然顽强抵抗。他们在撤退的过程中，仍然边退边战，直至天黑见星，仍然鼓勇不止。这种顽强的抵抗精神，也给晋军带来了一定的压力。晋军在追击中俘虏了楚国的公子茷，但直到日暮时分，晋军才将楚军紧迫至颍水北岸。
楚共王在颍水北岸以精锐的“王卒”奋力抵御晋军的进攻。楚军中精于射艺的养由基连发两箭，均射中了晋军的士兵，而叔山冉则抓起晋军的士兵投掷，折断了战车的轼木。这些英勇的表现让晋军为之震慑，再加上天色已晚，晋军不得不停止了进攻。
这一天的激战，双方都付出了巨大的代价。楚军虽然在战斗中失利，但其主力尚未受到重创。当晚，楚军修缮兵器，补充兵卒，准备在次日再次与晋军决一雌雄。晋军也毫不示弱，他们故意释放楚军的俘虏，将晋军正在加紧备战、准备在次日决胜的消息传递给楚军，以此来震慑对手。
楚共王在当晚欲召子反商议应敌之策，但当他见到子反醉酒不能议事时，心中不禁凉了半截。他深知，再战已难以取胜。而且，他担心援晋的诸侯军会在次日到达，到那时，楚军以劣势之兵必受惨重损失。更让他担忧的是，如果吴国趁楚国疲惫之际袭击楚国，那么楚国将面临社稷之危。在这种情况下，楚共王无奈之下，决定趁夜率军南撤。
晋军在次日进入楚营，发现楚军已经撤退。他们在楚营中休整了三日，然后才班师回朝。而此时，仅有齐军到达了战场，其他诸侯援军尚未赶到。楚军在撤退至瑕地后，子反因愧于失职，感到无颜面对楚共王和楚国的百姓，最终选择了自杀，以谢罪于楚国。
这场战役，不仅是晋楚两国军事力量的较量，更是双方智慧、勇气和意志的比拼。晋军凭借正确的战略决策、灵活的战术运用以及将领们的英勇表现，最终取得了胜利。而楚军虽然在战斗中表现出了顽强的抵抗精神，但由于内部的种种问题，最终未能扭转败局。这场战役的结果，也在一定程度上影响了春秋时期中原地区的政治格局，晋楚争霸的局势变得更加复杂和激烈。
此役，楚国在不利的战略形势下与晋国展开决战已是失策，在有利的战场态势下未能抓住战机出击又是败着。
唯楚共王知难而退，趁夜撤军，保全楚军主力，为明智之举。
晋军根据楚军阵势及地形特点，当机决策，及时改变部署，灵活使用兵力，以典型的两翼攻击战法制胜，反映出春秋中期野战进攻战术的长足发展。
而晋将战中修“礼”，未对楚军作彻底打击，固属春秋时代观念的局限，不足为训。
鄢陵之战，是春秋时期的一场重要战役，对晋楚两国的霸业和春秋时期的政治格局产生了深远的影响。
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