就在曾国藩他们讨论如何联合英法镇压太平军的时候，张玉良的3万大军，已经越过临平，向杭州方向攻击前进。申时三刻（15：45时），在一个柏树头的地方，和等候已久的扬威军特战师6千余人相遇，随即爆发激战。
扬威军的12门12磅拿破仑野战炮首先开炮，正式拉开大战序幕。张玉良首先派出陈炳元率2千宝胜军进行试探性进攻，韩鹏则令后营以线列阵迎战。
宝胜军冲进350米距离时，后营开始以三段击方式轮番射击。扬威军训练有素，射击速度极快。宝胜军无视不断倒下的袍泽，冒着弹雨拼死往前冲杀。冲到距离200米时，宝胜军就已死伤了400人之多。
乡勇们个个开始胆寒。在陈炳元的喝令下，硬着头皮再往前冲了30米，巨大的伤亡终于击溃了乡勇心理防线，对死亡的恐惧迅速蔓延，最终掉头往回跑。
退回本镇一数，回来的不足1千3百人，短短的不到二刻钟时间，整个宝胜军是伤亡超过700人，算是彻底打残了。陈炳元来到张玉良面前，跪下谢罪：“张帅，奴才无能，发匪火力太猛，弟兄们抵挡不住，败下阵来。请张帅惩罚。”
“你该死，现我大军锐气已失。宝胜军未得将令擅自撤退，理当问斩。念在此次失利并非尔等不出力，而是对方火枪阵过于猛烈，就暂且饶你不死。但死罪可免，活罪难饶，先记下20军棍，如有再犯，一并处罚。”
“奴才谢张帅不杀之恩。”
“下去吧。”张玉良挥挥手，然后问站在身后几位：“诸位都看见了，长毛军火力强大，这样进攻等于白白送死。各位有什么良策？”
浙江提督米兴朝第一个站了出来：“张帅，我观敌军，也就六七千人，任他战力再强悍，我3万大军一哄而上，所谓双拳难敌四脚，长毛定然顾此失彼，难以抗衡。”
“此计不妥。”张玉良的军师立即反驳，“我军长途行军，现在是人困马乏，将士们腹中空空，哪来的力气与敌激战。加之首战失利，我军失去锐气。当面的长毛军，也不是可以短时间击破的，所以应当后退5里，安营扎寨，养精蓄锐，明日再战。”
张玉良看看天色，大概再有一个时辰，差不多就要太阳落山了，确实不宜再战。
“军师所言极是。传令，洋枪队、马队殿后，全军后撤。立即安营扎寨，埋锅造饭。”
见到张玉良部后撤，韩鹏并没有派人追击，坚守在原地一动不动。别看现在韩鹏身后站着六七千人的部队，但能打的就只有特战师的5千人，其他的都是临时拉来的清军战俘，凑数而已。真正打仗时，是暂时指望不上。
清军退出视线范围后，韩鹏立即命令各团挖掘战壕。在营寨外100米、200米、300米处分别布置三道防线。还没等战壕挖好，林小虎带着第五师前来报到。韩鹏则安排他们在大营后面300米位置上，一字排开建三座小型营寨。
一切安排妥当，时间来到戌时，太阳落山，天色已黑。韩鹏和林小虎还在指挥部里研究军情。两人都没有说话，盯着不知看了多少遍的沙盘，都在沉思。明天，清军会如何进攻呢？我们的那些准备会起作用吗？
第二天，吃过早饭。张玉良决定采用米兴朝的提议，采用人海战术碾压对手。于是，除了留下陈炳元的宝胜勇防守大营，护卫粮草安全，其余各部是全军出动，浩浩荡荡向扬威军营寨进军，在离扬威军2里地的位置停留下来。
远远望去，只见扬威军比昨天多了许多人，足足有1万多人，昨天那六七千人为第一阵列，炮队居中，步兵两翼展开。后面200米处，三个方形阵一字排开。
不过，虽然扬威军增兵，有点出乎张玉良的预料。但增兵后的扬威军也不过是1万多人，自己却有3万多。不过，还是得速战速决。否则的话，等再有太平军援军过来参战，麻烦就大了。
“传令，命令左右两翼快速压上。”
张玉良命令清军首先动手，从两翼展开攻击。韩鹏则让左营、右营迎战。同时，炮兵对准清军炮兵部队开火。
由于清军不了解12磅拿破仑炮的性能，其仰角10°时，射程是1911米。可以说，整个清军全在炮火的火力范围内，不是清军炮队的佛朗机炮和虎尊炮能够比拟的。
一阵猛轰，清军炮队死伤惨重，仅剩两门虎尊炮还能用，其余都被扬威军火炮摧毁。张玉良一口老血吐出，差点还晕过去，这炮队就这么给废了。
左右两翼遭到扬威军拼死抵抗，进展缓慢。张玉良立即令洋枪队从中路出击，米兴朝率军随后跟进。3千洋枪队按西洋军队的战法，击鼓前进，士兵踏着鼓点的节奏，迈着整齐的步伐平缓的向前推进。韩鹏则前营、后营迎战。
在两军相距600米时，扬威军全体卧倒，匍匐前进。清军洋枪队指挥官看到敌方，贴在地上匍匐前进时，大吃一惊，不知如何应对。虽然感觉不妥，也只能硬着头皮继续向前。在400米时，扬威军便开始自由射击，且射速极快，每分钟达到4至5发。准头也相当恐怖。
洋枪队咬牙坚持，冒着枪林弹雨继续前进，短短的100米，硬是倒下了500人。在300米处停下，装弹射击。不得不说齐射的威力是巨大的。可惜扬威军战士全部趴在地上射击，被击中的几率大大减小，而整个洋枪队则只能站直着挨打。
巨大的战术优势让洋枪队付出惨重代价，而伤不了扬威军多少人。因为前膛枪需要站直了装填弹药，而后装枪则可以采用卧姿装填，且速度快。这是技术代差的鸿沟，不是仅凭勇敢、无畏可以弥补的。
相互对射不过一盏茶，扬威军伤亡十几二十人，洋枪队却伤亡过千。巨大的压力让洋枪队不再淡定，连齐射都不再整齐。站在后方观战的张玉良则惊得差点下巴都掉了，他知道有后装枪，也听别人说过后装枪怎么怎么厉害，可没想到厉害到这个程度。自己的精锐主力、自己引以为傲的洋枪队在后装枪面前就是个渣渣，不堪一击。
见无法形成突破，张玉良只得命令米兴朝率部越过洋枪队，向前突进，同时命令2千马军出动，猛攻扬威军左翼，意欲先击垮扬威军左翼。
张玉良的命令还没传到马队，马队就遭到了扬威军的炮击，场面一度混乱。接到出击命令的马军迅速朝左翼杀去。由于一路遭到炮火的打击，马队的队形逐渐混乱。而韩鹏把最后能调动的战斗部队也增援左翼，中营以卒为单位，迅速组成5个空心方阵，对阵清军马军。
战至此时，韩鹏手上特战师所有能投入战斗的部队，已经全部参战。就剩第五师的前后中三营尚未动用。现在战场形势胶着，已经到了最关键的时候。韩鹏于是下令，让第五师前移来到主阵地列阵，随时准备投入战斗。但他并未命令第五师立即进攻。
其实，韩鹏在等。等他派去袭击清军营寨的骑兵队的消息。
身后传来一阵密集的枪声，着实吓了张玉良一跳。回头望去，是主营寨方向传来的，难道扬威军在偷袭我军粮草？这是他的第一个念头。但很快他的猜想就被证实了，一股浓烟在主营寨上空升起。应该的敌军骑兵偷袭自己的营寨，焚烧了粮草。
张玉良心里开始发慌。此事非同小可，弄不好全军士气就没了，这仗也就不用打了。而中路的洋枪队已成溃败之势，扭头回逃，和后面冲上来的米兴朝部迎面相撞，顿时大乱。这时，就见扬威军的两个方阵出动了，士兵们踏着鼓点稳步向前，顺中路杀过来了。并齐声高呼，“清军粮草被烧”、“活捉张玉良”。
还没等张玉良反应过来，一个浑身鲜血的士兵骑马来报，临平于今早遭到扬威军突袭，5千守军全军覆灭，临平失守。张玉良一口老血几乎喷出，瞬间感到死亡的威胁，现在是粮草被烧、后路被断，败局已定。
“传令，鸣金收兵，回营。”
“张帅且慢，万万不可啊。”军师立即出言劝谏。“我军现在和长毛胶着在一起，贸然撤兵，长毛顺势追击，我军极有可能会全线溃败，一发不可收拾啊。”
张玉良还没糊涂，立即更改命令，让后军前出，在中路列阵防御。左中右三路快速脱离战斗，退回本阵集结。
扬威军并未乘势追击，而是收缩两翼，中路前营、后营两个旅则起身列队，和身后赶来的第五师前后中三营，以线列阵战法，踩着鼓点向清军压过去。
清晰的鼓声，整齐的行进军阵，虽然缓慢，但压迫力十足。清军士卒个个面色死灰，诚惶诚恐。张玉良见状，只得无奈下令，快速撤回大营。跑得一个算一个吧，现在士气低落，根本无法再战。
清军主将一撤，扬威军就全军压上，全速追击。由于起步就慢了一拍，加上没有骑兵参与追击，紧赶慢赶才截住了一节尾巴，俘虏了3千余人。
张玉良回到营寨，一清点，发现仅剩1万5千战兵和5千余民夫，是欲哭无泪。好在粮草尚在，还能维持三日。
当时扬威军骑兵连偷袭营寨，人数太少没能攻破，只能抛投洋油罐，点燃了部分军帐，粮草因为靠近营寨中部，没有受到波及。
扬威军围住了三面寨门，仅留下临平方向的寨门。三面扬威军均不进攻，在寨门外800米外防守，并就地挖掘战壕。这是典型的围三缺一的打法，张玉良自然不陌生，吩咐各部队加强警戒，注意观察长毛动向。然后便回主帅大帐。
“主子爷，我军被围，战兵折损近半，仅有1万5可战之兵。兵无斗志，士气低落，粮草也不多，这可怎么办才好。”军师首先开口，并顺便汇报了部队情况。
“我何尝不知。现在是内无粮草、外无援兵，坚守是不可能坚守了，我们必须尽快突围。”
“主子，就算我军能突破寨子外面的长毛军，外面还有临平方向的长毛等着我们。现在看来，除了马队，估计我们的步军很难逃出。”
“军师之言不假。既然步军无法逃脱，卑职愿率所有步军坚守营寨，和长毛一决死战，为吾皇尽忠。张帅可领马军突围，向朝廷告急。”米兴朝沉思过后，说出自己的想法。
“此计不妥。提督大人你可以为皇上尽忠，却让我家主子突围。就算能够顺利突围出去，2千马军不损失一人。可3万大军算是全军覆没了，你认为我家主子会有什么结果？”
米兴朝一听军师的话，自然大惊。这要是坐实了，自己就是要陷主帅于不忠不义的境地。那可是百口莫辩了。于是急忙分辨道：
“张帅见谅，兴朝并非此意。”
“好了，别说了。本帅知道你没有别的意思。传令各部，抓紧时间休息。我们今晚乘夜色突围，走得了多少是多少，全凭天意了。”
下午申时（15-17时），扬威军副参谋长贾绍明带着第二师、第四师、水师左营及水师右营从临平方向赶来，堵住了清军的最后逃跑路线。这样一来，外围的扬威军有4个师、2个水师营、2个临时营、1个炮兵旅、1个骑兵队，共19个旅、1个骑兵队，2万2千多人。张玉良及麾下2万将士，彻底成了瓮中之鳖。
扬威军最后把大炮架到了营寨门口，又让骑兵把几十份劝降书射入寨内。
劝降书很简单，介绍了扬威军的俘虏政策，并保证他们的生命安全，劝戒众人堂堂正正做个汉人，不要为满清卖命云云。
在扬威军强大的军事压力下，加上将士们的求生欲望，张玉良知道自己只要违背众人愿望，就没有人会听他的，甚至有人会想取他项上人头，更别说指挥部队了。
公元1860年3月28日，咸丰十年三月初七，张玉良率在柏树头向扬威军前敌总指挥韩鹏缴械投降，柏树头大战结束。