置高墙, 设有木栅十四座, 两侧皆有深沟, 关外遍地陷阱路障，掩埋木桩竹签，障碍重重。另有哨楼三座，是专为迟滞攻势所设置。
刘綎、马林、麻镇三将坐镇阵前，以都指挥使王芬为先锋，指挥明军沿路拆除路障。明军分列四阵，第一阵主拆路障，打开通道，另有盾牌手协护抵挡弓弩；第二阵随后跟进，待命冲锋；第三阵皆备火器，射程较远的三号炮负责炮击关楼，以掩护第一阵行进；第四阵持火枪、弓弩列于第三阵周围，一防敌军奇兵偷袭炮阵，二以射击关楼敌军来掩护火炮等攻坚利器。
播州军虽无火器之利，但也箭簇如雨，明军前进受阻，即便有盾牌抵挡，却仍有不少明军中箭身亡，还有一些误中陷阱。
幸而明军火器营及时掩护，火炮队很快压制关墙，火枪队推进射击，弓弩队间隙压阵，而播州军缺少与火器作战历练，在明军炮声轰鸣，弹丸箭簇密集的攻势之下，播州统兵舍人杨兆麟中弹，提调、坐寨等皆当场阵亡，守兵更是多有死伤。都指挥使王芬领明军趁势连攻近十道栅栏，前锋突入娄山关下。
在明军前锋与播州军于关前激战之时，刘綎早已分出奇兵两路，各有两千五百兵丁，其中开路的正是刘家军闻名天下的精锐家丁降倭夷丁。
这两路军都是自带口粮，在向导引领下从娄山关两侧小径而入，砍树开道，攀藤而上，向娄山关后方迂回。
由于山势着实奇险，沿途多为峭壁，明军失手坠崖而死者不在少数，熟苗向导再三叮嘱需极度谨慎，千万不可急躁，必须谨记其所划定路线行进。此时众人发现山间道路极其狭窄，很多地方仅能供一人通行，刘家军纵然以山地战闻名，此时也是举步维艰，很多人心中难免有些许恐慌，以至于行进缓慢，步步惊心。
这一路上，山中时而云雾弥漫，时而又山风强袭，明军在向导指挥之下，遇狂风则紧抓山藤岩石，遇云雾便就地歇息等待云开雾散。即便如此，仍有部分明军将士运气不佳，坠落山下，尸骨无存。
好在历经艰险之后，刘家军不负众望，真的攀藤而下，左右两路终于绕至娄山关后。
除分两路奇兵之外，刘綎还另分一路从娄山关右侧樵夫小径翻越小娄山，向白石口方向秘密行进，以防播州军偷袭。