张辽再次率兵突然杀出，目标直指孙权。这一击实在太突然了，孙权等人毫无防备，吕蒙和甘宁拼死保护孙权，凌统指挥身边的人架着孙权就走，凌统把孙权转移到安全地带，返过来再与曹军交战，身边的人一个个战死，他也多处受伤，估计孙权已经脱险，这才撤离战场。
吕蒙、甘宁、蒋钦等人死战张辽以掩护孙权，甘宁勇猛异常，不停地引弓射敌，负责鼓吹的士兵大概也伤亡得差不多了，甘宁发现自己一方的军乐队突然没了声响，还厉声询问，壮气毅然。凌统这时也过来，掩护孙权撤退后重新杀回，他跟甘宁配合默契，抵挡住了曹军的猛攻。
对江东来说此战打得很惨烈，偏将军陈武力战而死，宋谦、徐盛、甘宁等人负伤。徐盛受伤后长矛都弄丢了，贺齐过来救了徐盛一命，捡回徐盛的长矛。陈武自孙策时代便追随左右，孙权让他督五校，负责保卫孙权的安全，他力战而死，算是尽到了职守。对陈武的死孙权很伤心，后来亲自参加了陈武的安葬仪式。陈武有个爱妾，孙权下令让她给陈武殉葬，陈武的儿子陈修日后也成长为孙吴的高级将领。
陈武战死，徐盛等人受伤，他们手下不少士卒纷纷后退，潘璋赶到，斩杀了两名后退者，才稳住了阵脚。
张辽遇到一个紫色胡须的吴将，上身长、下身短，在马上很善射，张辽问孙吴的降卒这个人是谁，降卒回答是孙权，张辽懊悔不已，赶紧跟乐进急追。
孙权骑马到了逍遥津渡口上的一座桥，这座桥年久失修，桥面已坏，有一丈多宽的地方没有桥板，此时只有他的亲近监谷利在身边，谷利让孙权握住马鞍稳住身体，他在后面挥鞭以助马势，马使劲腾越，最后跳过了断桥。谷利立下大功，后来被封为都亭侯。
孙权侥幸逃过淝水，遇上贺齐率3000人前来接应，孙权才得以脱险。贺齐把孙权迎入大船，摆上酒宴为孙权压惊，席间贺齐落下眼泪，他对孙权说：“人主的安危是大事，今天我们几乎酿成大祸。群臣震怖，像没有天没有地了一样，我将把今天这件事作为终身之诫！”孙权也走下座席，过去替贺齐擦干眼泪。
甘宁等人随后突围而回，其中凌统受伤最重，到淝水边时，桥已被曹军破坏，凌统穿着甲胄潜水渡河，到了孙权的大船上，孙权见了又惊又喜，把凌统留在自己的船上。孙权亲自为凌统换了衣服，拿出珍藏的卓氏良药为凌统疗伤，凌统才得以不死。
逍遥津一役，曹军以7000余人打退孙吴10万人的进攻，两次陷孙权于危难，打得吴军损兵折将，创造了战场神话。张辽经过此战名气更大，自那时起张辽的名字便与逍遥津联系在了一起。
此战也是孙权一生中最大的一次失败，人多势众，猛将如云，却被打得难以招架，士气大伤。后人评论此战的胜利，一方面归功于张辽等人作战勇敢，面对强敌敢于主动出击，以不足十分之一的力量，打得敌人节节退败。另一方面对于曹操知人善任也给予高度评价。
曹操在留下的封函里仿佛已经预知了一年后发生的情况，对于如何用兵给出了清楚的指示，他知道张辽、乐进、李典等人互相不服气，平时都不买对方的账，所以把拒敌方案暂时秘而不宣，他相信关键时候张辽等人能以大局为重，且互相激励，一定能出奇制胜。之所以让张辽担任主攻，让乐进守城，是因为曹操了解他们的性格，张辽作战勇猛，有狠劲；乐进打起仗来比较冷静，适合守城。
除这两方面原因外，还有一个重要原因被忽视了，孙吴军队中正流行瘟疫，削弱了战斗力，并迫使人马后退。根据史书记载，当时碰上了瘟疫，军队大部分撤出了发病区。瘟疫的威力在赤壁之战中表现得很突出，吴军此次在合肥失利，也与瘟疫有关。
逍遥津旧址在今安徽省合肥市老城区的逍遥津公园内，园内还有张辽墓。张辽祖籍并州刺史部雁门郡，跟关羽是同乡，因而关系很好。张辽于七年后去世于江都，死后要么就地葬于江都，要么葬于家乡，不大可能葬在合肥，这个墓应该是后人为纪念他而修的衣冠冢吧。