從牛心堆到曼頭山之間，地勢平坦，但牛心堆面對鄯州方向有高大的拉脊山聳立着，爲吐谷渾軍隊抵禦唐~軍攻擊的一道天然屏障。
吐谷渾軍隊在此築有軍營，在拉脊山各險要山口地段派駐不少的士兵據守，並修築有城堡箭跺等防禦工事。
吐谷渾軍隊估計，唐~軍會沿着湟水先攻擊庫山，或者越過拉脊山向牛心堆一線進攻；
因此慕容伏允在這兩地集結大量精銳軍隊駐守。
牛心堆因從地理位置上更接近鄯州，兵力配置也是很多，有三萬多吐谷渾大軍聚集在此。
出乎吐谷渾軍隊意外的是，唐~軍前鋒快速攻佔了庫山，面對放火燒燬牧草的舉動，沒有停留，反而快速南下，以精銳的騎兵擊潰曼頭山的守軍，並迅速佔領；唐~軍主力部隊也是隨後跟進抵達，抄了牛心堆吐谷渾軍隊後路。
牛心堆以南，是水流湍急的黃河；
東北面是高大雄偉的拉脊山；
唐~軍的快速攻擊，截斷了牛心堆吐谷渾軍隊西逃退路，也截斷了他們的糧草供應之路。
在薜仁貴所率騎兵攻佔曼頭山後不久，薛萬徹和薛萬均兄弟即率部抵達這裏；
傍晚時分，李靖率領餘部也抵達了。
爲了不讓牛心堆之吐谷渾軍隊西逃，李靖所部、神策軍大部都是輕裝急行軍而來。
如今馬匹多了，神策軍火槍兵及步兵爲了跟上騎兵，把大部分四輪馬車的馬都挪了出來，全用馬馱載中小炮；
120毫米三米攻城長~炮，則繼續用馬拉着，位於後軍隨後跟進；
還把長槍兵和盾牌兵也置於後軍中；
只有火~槍兵和輕炮兵隨李靖所部中軍行軍。
在結束曼頭山戰役後，李治命令所部抓緊休整，爲接下來聚殲牛心堆之敵做準備。
神策軍騎兵及契苾何力部，經高強度急行軍及衝殺，已沒體力追擊逃跑的慕容伏允；
李治只得放棄追蹤其部的誘人想法，南面和西面有段志玄和李大亮部的攔截，量他慕容伏允殘部，也不是辣麼容易逃脫掉了的。
牛心堆吐谷渾軍隊探知唐~軍攻擊曼頭山後，馬上傾巢出動；
想趁唐~軍立足未穩，集中優勢兵力消滅疲乏的唐~軍，並趁機西逃。
庫山和曼頭山兩地慘敗，已經讓知道消息的牛心堆的吐谷渾軍隊，心驚膽戰；
指揮的幾名名王明白，若他們無法趁這個機會逃跑，下場會和庫山曼頭山族人一般悲慘。
只是吐谷渾軍隊得到的情報還是慢了幾拍，其大部隊還未行進到一半路程，李靖所率大軍已經抵達這一帶，等着吐谷渾軍隊。
從牛心堆出發的吐谷渾軍隊在偵知唐~軍行蹤後，馬上停下了腳步；
可能是吐谷渾軍隊怕中唐~軍伏擊，而率部回縮，背倚幾處山坡停下了。
李靖所部快速推進，在離吐谷渾軍隊三十里地左右安營休整，卻並不急着進攻。
一夜間，唐~軍不斷派出小股騎兵襲擾吐谷渾軍隊，而大部隊則輪流休息。
唐~軍小股部隊不斷的襲擾，令吐谷渾軍隊整晚上都處於高度緊張中，但又不敢趁夜進擊。
待第二天天明後，才又緩緩向前推進，準備與唐~軍決一死戰。
面對沒有退路的牛心堆吐谷渾之敵，李靖和所部唐~軍將領都知道，這將會是一場惡戰。
雙方兵力基本相當；
三萬多吐谷渾軍隊全是騎兵；
唐~軍也是三萬餘，但只有約兩萬騎兵；
且還是，遠道急行軍而來，體力上處於劣勢；
但有一點，是吐谷渾軍隊無法比及的，唐~軍經過連續幾場大戰的勝利，士氣高漲；
而吐谷渾軍隊被唐~軍圍截，又聞知連續幾場敗戰，人心惶惶，士氣低落。
……
夜晚的李靖大帳內，還是燈火通明。
李靖正召集諸將進行戰前緊急軍情商議，修正一些原先佈署。
曼頭山的吐谷渾軍隊已經被擊潰，慕容伏允西逃，但這不是李靖最關心的事。
因爲他跑不掉，段志玄部和李大亮部，會在遠處等着潰逃的慕容伏允。
現在最重要的，是消滅牛心堆的三萬餘吐谷渾軍隊。
一番密議後，諸將紛紛領命而去。
李靖只留下李治、王玄策、薜仁貴和契苾何力。
“此戰是一場正面對決的硬仗，從總體兵力上來講，我們沒有絲毫優勢，勝負的關鍵就在於你們兩部的突襲，你們可明白？“
“末將明白。“
李治、王玄策、薜仁貴和契苾何力用力吼了一聲，領命而去。
當晚，李治吸取教訓，與王玄策、歸海一刀、王玄武、薜仁貴在神策軍中軍大帳中密謀了半夜。
李治多次強調了配合協同問題，這一次一定要打出一場火器戰陣的經典戰役出來，一場永記史冊的戰役！
軍情過於緊急，神策軍騎兵和契苾何力部只得到了短暫休整，即要去執行更加艱鉅的任務。
第二天天色未明時，薜仁貴和歸海一刀，即率領神策軍騎兵和契苾何力部，在幾名特戰隊員帶領下，出營而去。
……
草原清晨，飄蕩着一些霧氣。
這是一片寬闊草場，風景秀美，因爲幾條河流的分割，那場綿延幾百裏的大火併沒燒到這兒。
但此時的草場，卻充滿殺戮之氣，兩支幾萬人的大軍，即將在這兒正面廝殺。
兩支隊伍在相距三裏地時，都停了下來，擺開陣型，各自做好攻擊和迎敵準備。
唐~軍官兵此戰最重要的任務是阻止吐谷渾軍隊拼死突圍，並全殲他們。
在李靖的安排下，唐~軍已經做好了迎敵準備。
以步兵置於中軍，最前排的是手持盾牌護衛的步兵；
後面是各種中小型火~炮；
炮陣後面是三排火~槍兵六千人；
再後面是弩弓手一千五百人，也是分成三排；
再後面的是弓箭手四千人，也是成三隊排列；
最後還有三千左右手持長槍的步兵。
因爲是快速行進的作戰，軍中並沒配置重甲的陌刀手；
而且火~槍兵也只來了9000人，倒是把兩個旅炮團中的中小輕型炮都帶來了。
最後面的是長槍步兵陣，後側兩翼，是一萬五千名騎兵；
左側是由薛萬徹領軍的約五千名漢軍士兵及兩千執失思力部的突厥騎兵；
右側由執失思力親率，人數約四千的突厥騎兵，還有薛萬均所領的約四千漢軍騎兵。
火~炮與弩弓的有效射程均約三百步左右，在約六、七千吐谷渾騎兵開始衝鋒到這個距離時，開始第一輪打擊。
有幸躲過此輪打擊的吐谷渾軍隊，迎接他們的將是更加密集的火~槍和弓箭手射出的鉛彈和箭矢；
弓箭射程約七十到一百五十步，而火~槍有效射程也爲一百五十步；
但集射時，在一百五十步以外時，也可以向敵騎兵射擊。
吐谷渾軍隊進攻了！