铜马军涌来的人员越来越多，刘秀想指挥两边的兵马切断铜马军，但铜马军的人马实在太多，不但没有切断，反而被后面不断涌来的士兵挤开了。铜马将士知道今夜就是决战，开弓没有回头箭，现在刘秀大军截住突围的路线，如果不能突围，恐怕难逃一死，人人都知道此战生死相关，无不拼死力战。刘秀见状，知道不可死围，否则只会引来铜马军的死战，而且在夜色中还会带来很多误伤，造成两败俱伤。刘秀令兵马散开，给铜马军留出逃跑的道路，只在两侧进行拼杀。前面的铜马军一见有了突围机会，果然马上放弃死战，纷纷往前逃去。
一时间，铜马军有人逃命，有人死战，整个铜马军团开始缓缓往南而去。前方铜马军大部分人马突破了刘秀兵马的攻击范围，开始往南奔去。夜色较浓，刘秀率大军跟在铜马军主力后面，令人在两侧不断阻击铜马军的行进速度。不久，吴汉的骑兵军团赶到。此时，东方开始露出了熹微的曙光，周围景致已经历历可见。刘秀令吴汉与耿弇绕到前方，进行阻击。
天色越来越亮，铜马军后面将士看见了曙光中刘秀的旗帜，向前面喊话道：“刘秀的兵马追来啦！”很快整个铜马军都知道了刘秀亲率大军紧追在后，铜马军团人心慌乱，加速向前。刘秀派出快马在两侧不断喊话：“投降不杀！投降不杀！”很快便有人从队伍中离散出来，愿意投降。刘秀令傅俊负责收归沿途投降的士兵，自己率军继续跟随。
追至馆陶时，地势逐渐开阔，铜马军一下像开闸的洪水，奔涌向前。刘秀令铫期和祭遵各率人马从两翼快速挺进，形成了包围之势。刚刚散开的铜马大军又不得不收缩回去，这时铜马军已经筋疲力尽军心涣散，忽听前方喊杀声起，原来是吴汉和耿弇的骑兵队伍发起攻击。只见铁骑所至，血肉飞溅，铜马军无法抵挡，惨叫不绝，整个大军完全被吴汉耿弇率领的骑兵震住了，只得掉头往北。一时间，铜马军相互践踏，死伤无数。刘秀派人令吴汉耿弇停止追杀，只在原地坚守。
刘秀的兵马完成了对铜马军的包围。
突然，喊杀声停止，铜马军不知所措。刹那间的安静更显出可怕的肃杀气氛，惶恐不安的士兵不停骚动。
刘秀静静地看着铜马军，周围的将士手握武器全神贯注地看着还在骚动的人群，仿佛狮群看着一群待捕的牛羊，大家都静静等待着刘秀最后的命令。刘秀也在静静地等待着，等待他想要的结果。
短暂的安静终于彻底击垮了铜马军的士气。很快，铜马渠师东山荒秃、上淮况扔掉兵器，裸着胳膊，走出队伍，代表铜马军投降刘秀。
刘秀在馆陶安营，令铜马军原地修整，对受降后的人员进行重新编排。铜马军约有十万人众，由东山荒秃、上淮况各率一队，分列在馆陶城北与城东两处。刘秀令祭遵造册收编。
不料这边刚刚接受完东山荒秃所率的兵马，那边上淮况所率兵马竟与馆陶之东的高湖、重连等变民兵马联合一起，向北逃去。刘秀一听，心中大惊，如果不能将这些逃走的人降服，那么已经投降的人员也不会安心。铜马不降，就难以平定其他变民。况且现在北方空虚，决不能任他们到北方去重新壮大。
刘秀令祭遵、寇恂等人对已经受降的铜马军进行整编，然后率邓禹、吴汉等人领着大军往北追去。