公孫瓚頓時處在一個極爲尷尬的境遇，往上強攻並不能倉促破庭，反會爲身後敵軍所乘,但往後退，歸路已斷，他能退往何處呢？不由得大罵嚴綱無能。可事已至此，咒罵沒有作用，公孫瓚不敢再浪戰，最終還是緩緩下山,將大軍帶回山腳營壘中，再做打算。
公孫瓚原本打算,在攻下的第一道庭門處多設守卒,當下下山的鮮卑人，再騰出手來，解決背後的宇文部，只要能去除後患，怎樣行事都會留有餘地。但好不湊巧，在這個深冬時刻，天上竟飄起了大雪，浩浩蕩蕩的雪花如同天雲傾覆，頓時天地一色，舉目皆白。
天地寒冷，漢軍即使帶上了冬衣，也覺得肌膚龜裂，手腳僵直，行動遲緩了許多。公孫瓚派一些精銳與宇文部索戰，這些鮮卑人都備好了防雪的旃裘與取暖的酪漿，漢軍一時間竟敵不過，只好又龜縮在營中，日夜燒火取暖,等待這股寒潮過去。
可六萬大軍，每日的飲食用度都是一個天文數字，糧道斷絕的情況下，如何能在鮮卑人眼前久持？過了兩日，漢軍中便由一日三食改作兩食，即使如此，再有一個月，軍中的飲食便會耗盡了。
爲了破解此局，公孫瓚也想出過奇策，他忽而向各部下令，令軍中先喫乾糧，讓營壘中接連兩日沒有炊煙，想以此做出軍中飲食已斷，兵士不支的假象，引誘鮮卑人主動攻營。
但軻比能穩坐山頭，毫不上當，前幾日他接連放棄庭門，做出不支的假象，但也導致軍中人馬死傷頗多,亟待修養。軻比能看着山下情形，對各部首領笑道：“漢人不通地形，道路又被大雪所蓋，他們已無路可去啦！我們何必與他們拼命，再過十幾日，等大雪消融，我們直接去山下收屍，豈不最是輕鬆？”
公孫瓚見鮮卑人不上當，也只能又恢復飲食，另尋他法。冬日嚴寒，雖說盡量省喫簡用，但飲食還是比往常消耗更多，不過十餘日，漢軍便不得不開始殺馬煮湯了。飢餓交加下，加之平日裏漢軍取冰雪煮水飲用，不少人水土不服，染上了疫病。軍中又沒有足夠的草藥，結果不治而死的人幾乎天天都有。軍中士氣愈發低落，屢有軍人偷了馬，想從小道逃回幽州。公孫瓚知道了大怒，下令凡是捉住了，一律腰斬梟首。即便如此，仍然無法禁絕。
轉眼就是元月了，爲提振士氣，公孫瓚召集將士練武射樹，勝者獎給醃肉。他親自挽三石強弓射靶，箭不虛發。又令騎士們把矟尖去了，用矟杆交戰較量。鼓手擂牛皮大鼓助威，聲震十餘里。軻比能聽到鼓聲，讓苴羅侯下令各部說：“公孫瓚這是糧草將盡，打算拼死一搏了！各部嚴加備戰，他一動，我們俱動！絕不放匹馬返回居庸！”
他猜得不錯，公孫瓚覺得再待下去，恐怕將要全軍覆沒於此，重現白檀山之役的結局。而且當年他戰敗，還可回到幽州，在劉虞幫助下重整軍隊。可此時劉虞已爲他逼走，他這一敗，恐怕將使整個幽燕傾覆，故而他不得不拼死一搏，下令說，全軍做突圍準備，三日後拔營起兵，由田楷殿後，鮮于輔爲前鋒。
但軍令傳下去後，軍中頗爲不安，私底下漢兵們都說：“食不飽，力不足，馬又殺了些許，拿什麼跟鮮卑鬥呢？便是僥倖勝了，又怎麼走百里翻山回家呢？我們恐怕都要餓死在這裏了！”
實際上何止是漢軍步卒，便是公孫瓚心裏，也破天荒地沒底。就好像已經輸了一半籌碼的賭徒，即想在賭桌上繼續坐下來，把原本輸的本錢都贏回來，又怕最後一把也輸光，一切期待都淪爲泡影。
這種患得患失的心態在最後一日達到頂峯。那時天還未亮，星辰還在放着微光，公孫瓚中突然從夢中驚醒。他叫來親衛們問：“你們有沒有聽到聲音？”親衛們都一臉茫然，說未曾聽聞。但他卻極爲篤定地說：“北虜有動作，快跟我去看。”
說罷，他登上望樓，往南方看去。天還未亮，南方的宇文部遠在十里之外，光站在望樓上看，哪裏看得見，舉目所望，之間白雪上的茫茫黑影，昏冥如墨，衆人都說，是君侯的錯覺吧。但公孫瓚卻極爲篤定，他說：“我聽得聲響，南方必有動作！”
衆人看過去，只見十餘名赤甲騎士向此處策馬奔來，他們人員雖少，但高舉着一杆“漢”字大旗，這不由得令漢軍中一片歡呼，士氣大振。公孫瓚本打算親自迎接，只是臨出行時，公孫瓚又懷疑是鮮卑人的計策，又改讓趙雲前去迎接應證。等趙雲騎馬而出，與來人一番印證後，趙雲手拿一封帛書回來說：“君侯，是段將軍的人，他們帶有司隸校尉的軍令，特來此爲我等解圍。”
“是龍首的安排？”公孫瓚連忙打開帛書，見信後有陳沖的官印與私印，這才放下心，連忙把來人迎了進來。
來使是王允次子王蓋，他一進營來，便直說來意。原來段煨得知公孫瓚進軍王庭的消息，便已準備領兵匯合，哪知才點齊萬餘兵卒，便收到公孫瓚被圍的消息。段煨深知事關幽州安危，不敢耽擱，率軍自平城北上，佔領了距黃石崖稍西的岱青山，又迫走了宇文莫那，這纔打通了道路。如今公孫瓚可退往幷州，再從平城轉赴代縣，返回幽州。
得知可以安然返鄉，諸將都勸公孫瓚答應下來。公孫瓚卻心有不甘，他猶豫片刻，竟問王蓋說：“貴部可否借我部些許糧草，如今不止我部飢寒，鮮卑狗連日苦戰，也都精疲力竭了，只要你我合擊此處，擒得鮮卑單于，北方哪還有戰事呢？”
王蓋渾不料公孫瓚會出此言語，一時間竟不知如何接話，沉默片刻，他才緩緩答道：“馬邑是還有五萬斛存糧，但這如何取用，卻不是我能決定的。我進君侯營中，見君侯軍中多病卒，如此也要繼續征戰嗎？”
公孫瓚說：“那王君就趕緊去問罷！我現在的兵卒自然重要，但那些拋屍此處的士卒，便白死了嗎？”
王蓋無奈，只好立刻打馬回去，向段煨稟告此事。段煨聽聞後哭笑不得，斥責其道：“公孫伯圭是輸昏了頭了，你談什麼馬邑義倉？軍機瞬息萬變，哪裏能這般拖延？你不用再去了，我跟楊尚書說，讓他過去。”
陳沖極爲注重此戰，故而派楊會前來作爲監軍。段煨將此事跟楊會說過後，楊會也不敢耽擱，讓令狐淵領路，率數十騎親往公孫瓚軍中。恰好在王蓋走後，公孫瓚花了一日整軍，才發現帶來的六萬大軍，已只剩下四萬餘人，原本隨他出徵的騎士近三萬，此時軍中馬已不過兩萬，能騎馬的也不過六千了。莫說再戰，就是要撐着撤回平城，恐怕都並非一件易事。故而等楊會抵達軍時，他也不用再多勸說，公孫瓚同意撤軍南走。
山上的軻比能也收到了宇文莫那的消息，他看着山下漢軍拔營的動作，心裏猶豫要不要下山追擊。但看着周遭皚皚的白雪，心想不知幷州來了多少援軍，最終還是放棄了。他對各部大人感嘆道：“漢人氣運未絕，勇士輩出，若要讓我鮮卑興起，非是一兩戰所能強求的啊！”於是也就絕了追擊的心思。
燕人們陸續走出彈汗山，接着向北走，一連走了兩日，才抵達岱青山與雙台山的交界處，過了山道，便是段煨部所在了。可先迎接他們的，卻是山外悲號的寒風，裹着皮裘地燕人們凍得瑟瑟發抖，剩下的馬匹也跟着股慄寒顫，回首他們來的路，又有千餘人跟不上隊伍，倒在風雪裏了。
段煨領着部將在這裏等待迎接，哪怕心裏早有準備，看到這股景象也不禁喫驚，趕緊讓部下又加設了三十口熱湯，供他們取暖飲用。
在這裏，公孫瓚部足足休整了五日，才勉強又繼續南下，抵達雁門。段煨本來收了劉備的消息，說他不久便會回到幷州，故而欲使公孫瓚暫留，待他到時，雙方再一敘舊情。但公孫瓚此時損失近半，恥於與劉備交談，在正月初便又率軍往東，自代縣返回幽州。
經此一役，公孫瓚元氣大傷，因兵力不足的緣故，他召回公孫範與公孫續，連帶着中山與常山二郡的郡兵也遷入涿郡。袁紹雖一度在代郡受挫，但得益於此，終歸是兵不血刃地收復二郡，重據冀州九郡。