公元338年春正月，前燕王慕容皝像样派使前往后赵国，打听请示军队出征的日期。
后赵王石虎也正等着他来，双方约定，共同出兵，剿灭段氏。
石虎招募骁勇善战的士兵三万人，准备攻打段氏，这些人全部拜授为龙腾中郎。
段辽人在家中坐，不知祸从两边来，还派出了段屈云进攻后赵的幽州。
幽州刺史李孟不敌段屈云，战被后退，保守易京。
石虎便任命老将桃豹为横海将军，桃豹之猛天下皆知，也曾是石勒的得力干将，王华为渡辽将军，由漂渝津率领十万水军出发攻辽；又任命支雄和姚弋仲两位将军，率领步兵、骑兵七万人，做为前锋，前往讨伐段辽。
这是前所未有的豪华阵容，无论是谁看了都会胆战心惊。
与此同时，燕王慕容皝亲自带兵攻掠段氏令支以北诸城。
如此一南一北夹击势成。
段辽欲追击慕容皝，此时慕容皝的哥哥慕容翰又站了出来，说：“现在这个情况，两面受敌，表面上看赵强燕弱，但是实际上并非如此，赵兵在南，声势浩大，但兵多为拼凑，人心不齐，战力不猛，当并力御之，一旦赵破，慕容皝自然掀不起什么风浪。如今却要分兵与燕争斗，燕王亲自率兵，身先士卒，其士卒精锐，而且他最擅长设伏，此去追击，若万一失利，还用什么来抵御南敌石虎呢？”
其实这次慕容翰说的是真心话，他也怕段氏被灭，自己岂不是没了安身立命之所，可是段兰却怒了，道：“你还说！上回柳城之战，我为卿所误，以成今日之患；现在你又这么说，当我是傻子吗？我才不上你当呢！”
乃率领大军追击慕容皝。
这次慕容翰真的没说谎，他真的比任何人都了解弟弟慕容皝，慕容皝也没让他失望，果然设下埋伏，等待段兰，结果大破兰兵，斩首数千级，慕容皝人狠话不多，就是捞实惠，掠五千户及畜产万计回归大本营。
后赵王石虎继续进军，驻屯于金台。前锋支雄长驱直入，到达蓟城，段辽所辖之渔阳、上谷、代郡等地全都归降，后赵连续攻取四十多个城镇。
北平相阳裕虽然是个文官，但是骨头很硬，率领民众数千家，登上燕山拒守城池，誓死不降。
后众将领唯恐他成为后患，想要集中兵力围攻阳裕。
石虎却笑着说：“阳裕是儒生，珍惜自己的名声气节高于一切，他这样做不过是耻于投降，但是你指着他出城救援其他兵镇，他是不会做的，也没有那个能耐，和他纠缠什么？他不会有什么作为，日后自然来投！”
于是大兵绕过燕山，根本没搭理阳裕，阳裕这里枕戈待旦，准备与城共存亡，结果干等石虎大军也没到来，再一打听，人家早都到达徐无了。
阳裕也没想到，做个守节忠臣，千古留名，也不是那么容易的，人家不给机会。
而石虎这些年净跟这些人打交道了，深知此类人很难搞，就如刘琨，邵续一样，又臭又硬……
段辽一见兄弟段兰战败，兵力损失惨重，再看形势严峻，不敢再迎战，所谓留得青山在，不怕没柴烧，于是带领妻子、宗族和当地豪强一千多家，准备放弃令支跑路，逃奔密云山。
临行时段辽拉着慕容翰的手，边哭边说：“没采纳您的建议，我真是悔不当初，如今自取败亡。这都是我咎由自取，可是让您也因此失去了安身立命之处，我深感惭愧啊。”
慕容翰本来还打算和他一起逃奔密云山呢，好歹大家在一处，可是一听这话，虽然说的委婉，这是下逐客令了，人家不带自己玩了，没办法只好拜别段辽，向北投奔了世仇宇文氏。
事实上段辽这就没必要了，留着慕容翰，他不能真心打慕容皝，他还不能战石虎吗？那可是旷世一员猛将。
慕容翰去后，段辽的左右长史刘群，也就是刘琨的儿子、卢谌、崔悦等人封存府库，出城向石虎请降。
石虎一听刘群乃是刘琨之子，大为赞赏，立刻接受，刘群在后赵做到了中书令。石勒及石虎一个脾气，俘虏来的公卿级别的大人物，大多杀害。最讨厌他们那一套夸夸其谈，清谈虚伪之态，比如王衍那一批大明士，就是被石勒推墙直接砸埋而死，能在他们叔侄手里活下来，最后还在后赵做了大官的寥寥无几，都是人品清朗，有真才实学之人，比如河东裴宪，颍川荀绰，荥阳郑系，渤海石璞，以及现在的群、悦、谌等十余人而已。
石虎见段辽逃走，立刻派将军郭太、麻秋率领二万轻骑兵随后追袭，在密云山抓获了段辽的母亲、妻子，并斩首兵士三千级。段辽逃往险要之地，据险自守，穷途末路，只好派儿子段乞特真出使后赵，向石虎奉呈上表，并献上名马，以示臣服，石虎见地势险要，不利行军，再追击下去，则怕一事无成，顺坡下驴，接受段辽的投诚。
石虎进入段氏都城令支，论功封赏各有差别，不在话下。
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