见后路被堵住，这座营寨的大食人像主营一样，顽抗到底拼死作战。唐军强攻两日没能夺下营寨。
见此情形，而且李珙越发着急，刘琦又想出一个办法。在投石车发射的石块上包裹一层易燃之物，在投石车发射前点燃，使石块落在军营中时表面仍然处于燃烧，点燃营中物品。
这个计策果然起到了作用。军营中本就有许多易燃之物，而这座军营的清水来源又仅是一条小溪，每日得到的水只能勉强供将士饮用，根本没有多少多余的能放在缸里用于灭火，富余的水很快用光，着火石块点燃帐篷时已无法灭火。
面对这种情况，大食将领决定放弃军营，逃入丘陵中。可他刚刚组织逃走，唐军已打破寨门，骑兵杀入营中。又经过一番激烈交战，绝大多数大食兵战死，极少数人逃入丘陵，指挥的将领也战死。而这座军营被唐军夺取，也代表着谷口之战彻底结束，唐军彻底赢得此战胜利！