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此次出征，兀突骨亲自率领全部藤甲军，共计三千人（一说万人，据《汉晋春秋》载“甲兵三万”，但结合南荒部落规模，三千精锐更为可信），与孟获的部队会合。
他与孟获约定：藤甲军负责正面攻坚，孟获部则负责侧翼牵制，战后南中东部归孟获，西部归乌戈国。
两军首次交锋，发生在盘江（今贵州盘江）沿岸。
蜀汉大将魏延率五千步兵迎战，见乌戈国士兵身着“怪甲”，起初不以为意，下令弓箭手齐射——然而，箭矢射到藤甲上纷纷弹落，竟无法造成伤亡。
魏延大惊，亲自率军冲锋，却被藤甲军士兵以长柄斧钺击溃，蜀汉军队死伤千余人，被迫后撤。
此战后，藤甲军“刀箭不入”的传闻传遍蜀汉军营，士兵皆有惧色。
随后，兀突骨率军追击，与诸葛亮亲率的主力部队在秃龙洞（今云南陆良附近）对峙。
诸葛亮深知藤甲军的优势在于“甲坚”，而劣势在于“藤甲易燃”——藤甲经油浸处理，虽坚硬却怕火。
但南荒丛林潮湿，明火难以大面积蔓延，诸葛亮一时也无破敌之策，只能坚守营寨，避其锋芒。
兀突骨见蜀汉军队坚守不出，便率军围攻营寨，藤甲军士兵凭借藤甲的防护，数次冲到蜀汉营寨墙下，险些攻破防线。
据《三国演义》（虽为小说，却生动还原了战场态势）描述，兀突骨在此战中“身先士卒，手持铁蒺藜骨朵，连杀蜀汉数员裨将”，其悍勇令蜀汉将士胆寒。
诸葛亮见状，不得不使出“缓兵之计”，假意派使者求和，以麻痹兀突骨，暗中则派人勘察地形，寻找破敌的关键之地。
诸葛亮的勘察最终指向了“盘蛇谷”——一处位于秃龙洞以西的狭长山谷，谷内两侧是陡峭的山崖，谷底仅有一条小路可供通行，且谷中多干柴枯草（因地势低洼，阳光照射充足，草木多干燥），是天然的“火攻之地”。
为将兀突骨引入谷中，诸葛亮精心设计了一套“诱敌之策”：首先，命魏延率部“诈败”，故意丢弃部分粮草军械，装作“畏惧藤甲军，仓皇逃窜”之态；其次，在盘蛇谷谷口两侧的山林中埋下伏兵，备好硫磺、火油等引火之物；最后，派使者告知兀突骨，称蜀汉军队已“粮尽兵疲，欲退往永昌郡”，引诱其率军追击。
兀突骨虽悍勇，却对中原兵法的“诡道”缺乏认知。他见魏延部节节败退，又得知蜀汉军队“粮尽”，认为蜀汉已无战力，便不顾部下“恐有埋伏”的劝阻，下令全军追击，务必“全歼蜀汉主力，直捣永昌”。
三千藤甲军浩浩荡荡进入盘蛇谷，当全军行至谷底时，两侧山崖突然响起鼓声，蜀汉伏兵齐出，将点燃的硫磺、火油罐掷入谷中，谷底的干柴枯草瞬间被引燃，火焰顺着风势蔓延，很快将整个山谷变成一片火海。
藤甲军的噩梦就此开始。
藤甲经油浸，遇火即燃，士兵身上的藤甲瞬间变成“火甲”，无论如何拍打都无法扑灭。
谷中狭窄，士兵们相互拥挤，无法逃脱，惨叫声、哭号声不绝于耳。
兀突骨身处乱军之中，虽力大无穷，却也被火焰包围，他挥舞着铁蒺藜骨朵，试图劈开一条生路，却被坠落的燃烧着的断木砸中肩膀，藤甲也随之起火。
据《汉晋春秋》载，兀突骨在火海中“怒目圆睁，大骂诸葛亮‘诡诈小人’”，直至被火焰吞噬，始终未曾屈膝。
其麾下三千藤甲军，除少数人侥幸冲出谷口，却被魏延早已埋伏好的部队斩杀外，其余全部葬身火海，无一生还。
当诸葛亮在谷口看到这场惨烈的景象时，也不禁感叹：“吾虽破敌，却伤天和，必折阳寿矣。”
兀突骨战死的消息传回乌戈国，部落上下一片哀恸。
因他生前未指定继承人，各部落首领再次陷入纷争，乌戈国的部落联盟迅速瓦解，最终被周边的部族吞并，乌戈国之名也逐渐消失在历史的长河中。
而孟获见兀突骨战死、藤甲军覆灭，深知已无力与蜀汉抗衡，最终向诸葛亮投降，南中叛乱就此平定。
兀突骨的一生，短暂却浓烈，如同南荒丛林中燃烧的烈火，虽转瞬即逝，却留下了不可磨灭的印记。
站在历史的角度，对他的评价历来存在两种截然不同的声音。
从蜀汉的视角来看，兀突骨是“叛乱的帮凶”，他出兵协助孟获，阻碍了蜀汉统一南中、巩固后方的进程，其率领的藤甲军造成了蜀汉军队的重大伤亡，因此被视为“逆贼”。
但从南荒部落的视角来看，兀突骨是当之无愧的“英雄”：他结束了部落间的内耗，建立起统一的联盟，为乌戈国争取了生存空间；他面对强大的蜀汉，敢于率军迎战，虽最终失败，却展现了南荒人民不屈的抗争精神。
更值得关注的是，兀突骨的存在，反映了汉末三国时期“中原与边疆”的复杂关系。
彼时，中原政