叛乱大军在泥阳城外干净利索地大败解系亲率的援军，攻克泥阳，然后顺势拜祭天地，拥立齐万年称帝。数日休整之后，数万大军浩浩荡荡地继续东进，威逼长安北边的门户重镇——泾阳。
司马肜不敢怠慢，立即下令各部按照布置好的方案分路北上，准备大战一场。
（注：司马肜，字子微，晋宣帝司马懿第八子。肜，读音为【róng】。前文有注。）
官军的情报陆续收集上来，叛军军心有点受影响，齐万年给大伙打气说：“梁王只是个纨绔子弟，不值一提。官军中只有周府君是劲敌。周府君早年在新平郡做太守，常来我们氐人居住之地巡视，明敏果敢，氐人都很是畏服。如果他持节督师，专断而来，那这一仗我们胜算不大。不过，现在看来，他应该只是一名偏裨小将，处处受制于人；我们只需切断他的后援，打败他并不困难。”稳定住军心之后，齐万年率军占据梁山，布好阵势，静待司马肜大军。
司马伦的钱财没有白花。在贾谧的一再游说和怂恿下，贾南风也改变了对司马伦的成见，答应起用他接替司马肜为卫将军、录尚书事。不料，此事遭到了张华和裴頠的极力反对。他们认为，司马伦才智庸劣，缺乏人望，难以当此大任。几番折衷之后，才勉强同意由他接替去世的郭彰担任右卫将军，领太子太傅，以示安慰。
司马伦因未能如愿而大为恼怒，在府中把张华、裴頠一顿臭骂，僚属们费了好大的劲才把他劝住。
元康七年正月，洛阳城里仍然喜气洋洋，一派祥和之气。长安北边的泾阳城外，却是一片杀气腾腾。原以为叛军只有万把人，没想到扎营之后一打听，足有七八万之众，司马肜有些胆怯，想带领亲兵退回长安，又怕被人嘲笑。犹豫再三，最后以便于督战为名，躲进了泾阳城中。
在讨论作战计划时，解系是个文臣，前不久又刚刚吃了败仗；夏侯骏与卢播都没有打过仗，所以三人都主张在城外扎营死守，叛军师老兵疲，自然会退走，到时候再追蹑其后，可保全胜。
周处一听就火了，他大声说道：“大王统帅禁旅，奉旨征讨，接敌之机，不进反退，这是示弱于敌。这伙贼寇，人数虽多，不过是些乌合之众，对天兵素怀畏惧。我等一旦今日示弱，纵然能够退敌；日后再战，贼寇就不再怀恐惧之心，士气必定倍增，再想打败他们就难得多了。”
司马肜虽然心里极其反感周处，不过提着脑袋打仗这活儿，他还是心里没底。只好耐着性子问道：“那依中丞之见，应当怎么做呢？”
周处也不客气，直率地说：“末将愿率全部将士，明日一早分三路直捣匪寇巢穴，一鼓作气，擒得敌首，献俘帐下。”
司马肜听得十分振奋，正准备下达军令，卢播从旁边插嘴道：“周将军此计过于行险徼幸，末将以为不大妥当。如果战胜，自是无可厚非；不过一旦失利，则泾阳无兵可守，必将置殿下于危地。”
周处一脸鄙夷之色，说道：“兵戎相见，本来就是处处死地，哪里有什么万全之策？大将受命出征，早已将生死置之度外。梁王是国家的贵亲，理应与国家同休戚，卢将军怎么能谄媚到这个地步？”
司马肜微微有些脸红，他没有理会周处，转向卢播，问道：“景宣，你有什么妙计？”
卢播白了周处一眼，回应道：“既然周将军执意要战，可拨五千精锐给周将军作为前锋；在下与解刺史分统其余部队于两翼接应。如果攻势顺利，我等可从旁助之，肃清余敌；如果不利，也可以接应周将军退回城中固守。”
司马肜点点头，刚想表示赞同，周处立即表示反对：“我们的兵力本来就远远少于反贼，现在又要分为三部；兵分则力更弱，如果不能一鼓作气，直捣匪巢，战事一旦胶着，为叛军所包围，则大势去矣！”
司马肜听完，不耐烦地说：“周将军如果怕死的话，那就跟大军一起撤回城里吧。”
周处闻言，愤愤地说：“我出来打仗，从来没打算活着回去，怎么会怕死呢？孤军深入，没有侧应，恐怕会让将士白白送死，还会给国家增添耻辱。”
司马肜不再理会周处，他立即照着卢播刚才出的主意，下达了军事部署。
在做过简短的战前动员之后，周处穿戴黑盔黑甲，身披黑色战袍，率领同样黑盔黑甲的五千禁军，在慑人的战鼓声中，稳步向梁山开进。叛军的阵容中已经有些明显的躁动了。齐万年远远看到进攻的晋军不多，果断地下令本来承担迟滞和消耗敌军任务的前锋部队让开正面，转入两侧机动；他自己亲率主力于正面迎战，等敌军战斗力不继的时候，后卫部队再从后面包抄，一举歼灭来犯之敌。
周处很快陷入了苦战。叛军的阵线有好几次都已经动摇了，只是由于攻击兵力不足，撕开的缺口每次都能被勉勉强强地补上来。叛军虽然伤亡惨重，却死战不退，这一点也大大出乎周处的意料。
卢播和解系象征性地挥军助战，在遭遇两侧机动部队阻击之后，迅速退回。战斗一直持续到下午，眼见取胜无望，将校们要求周处下令突围，以避免全军覆亡。周处举剑指着天，大声喊道：“我是朝廷大臣，兵败偷生，还有什么脸面活着！”说完挥剑杀入敌阵，不一会儿便被喊杀声和扬起的尘土淹没。
大部分的晋军还是突围跑了，齐万年掂量了一下形势，决定先撤回泥阳休整。司马肜留下一支小股部队守卫泾阳，并监视叛军动向，自己率主力撤回长安，并向朝廷报捷。
