头曼单于下令林胡王、襜褴王并三个小王领了三万兵马去相助左贤王，定要冲破平城军，为全军打开退路。
又战了三个时辰，匈奴兵节节败退，赵军不断压上来。头曼单于指挥匈奴兵一路退到一座山谷之中，那山谷甚大，足以容纳数十万人马。那谷口地形复杂，不利赵军战车冲锋，骑兵进退却甚是便利。左贤王并左大将也被平城军压到了这个山谷，两军又合在一处，死守谷口，赵军追至谷口翻倒了百余辆战车，李将军急令停止追击，只是层层叠叠将那谷口围死。
此时天已大黑。双方各自脱离战场，赵军在外把那山谷围了个铁桶相似。
李牧与司马尚相见，二人安排在谷口附近遍布鹿角，洒下铁蒺藜，急令荀国忠派人送一万面巨木盾前来，另外关中所有箭矢尽皆送来前线。又令五万甲士与弓弩手梯次配置，严防死守。
李牧与司马尚推演无数次，此谷也是假想歼敌之地之一。此谷在雁门关东北，恒山山脉三面环抱，只有谷口可出于平城。
此地地势较为复杂，于战车不利。李牧把战车布于东北侧十五里以外狭窄平坦之处。赵军以五万兵马守住谷口，其余兵马就地休息以养军力。
李牧安排好了防务，召集众将商议。
