当晚，双方鸣金罢战，三桂望着星空下石河对面黑黝黝的义军连营，陷入沉思，关宁军与自成军生死搏杀，多尔衮为何按兵不动？他终于明白了，向曾经的敌人借兵完全是幻想，自欺欺人；多尔衮不出兵，凭自己这点兵力固守下去，关城早晚会被攻破。他决定率副将冯鹏、杨坤及地方官绅吕鸣章、佘一元去城东两里远的威远台拜见多尔衮，也顺便拜访一下母舅祖大寿，如果他们非要他归顺，五个人正好一起商量一下，回去对将兵们也好解释。

一行人来到多尔衮大帐，多尔衮正与属下们开军事会议，就像知道他们要来似的，立刻传他们进见。吴三桂见了多尔衮，倒头就拜，多尔衮本就又细又高，小个子的吴三桂跪在他脚下活像长颈鹿面前的一只小猪，看着非常滑稽。吴三桂开口就哭诉流寇犯阙、先帝不幸，恳请睿亲王仗义出师，救明民于水火，他郑重承诺，若赶走李闯，将以裂地为报，不敢食言。多尔衮很不以为然，问吴三桂，“谁的地，你的，亡明的，李闯大顺朝的？”吴三桂面红耳赤，不能回答。多尔衮让吴三桂起来，大家一起坐下，向吴三桂一行人说，“我朝一向与明朝修好，都是明朝首先翻脸，这不能怪我朝。现崇祯帝不幸惨死，出于义愤，两家理应合兵一处，共讨逆贼。将军若识天命，不如归顺我朝，本王即奏请皇上，封将军为平西王，一来显示孤臣忠心，二来共图灭贼大业，岂不更好？”身着清朝制服的祖大寿向吴三桂说，“三桂，降顺了吧，此乃天意。”这时吴三桂看到了自己的师父洪承畴就坐在多尔衮身边，一身顶戴花领，如不注意，根本认不出来。师父是徒弟的榜样，此时他什么都豁出去了，一头扑倒在多尔衮脚下，连磕响头，“臣吴三桂愿归顺大清。”多尔衮哈哈一笑，命“摆牙喇”带他去剃发留辫。那四个随从也都愿意降清，跟吴三桂一起梳起了小辫。

次日上午，吴三桂按与多尔衮约定的，全军倾巢出动，与自成军展开决战。李自成与吴三桂的初战虽各有伤亡，对战况也很不满意，但他坚信那只是开始，多日不打仗造成的，运动员上场前还要多加训练呢，筋骨抻开就好了。因此他动用了全部兵力，意图将吴三桂军包围，形成猫捉老鼠之势，何况还有唐通的两万骑兵绕道关外，随时会抄他们的后路。他并不着急，立马站在距山海关城五里远的石河支流西岸的山岗上，轻松地指挥着这场二十万军队对三万军队的大场面游戏。他脚下的山岗属于平丘陵临河台地，台顶开阔，向着山海关的一侧是峭立的陡崖，下面是浅河滩和冲积平原，与山海关城遥遥相对，台地西侧为缓坡，他就是顺着缓坡驱马上来立于高处平台的。他站在山岗上，极目对面城门涌出的关宁军，竭力想看清哪一个是小白胖子吴三桂，他辨认不出来。太阳升起来了，照耀着城郭，绿水青山和南面的大海，此时他觉得自己就是历史的主宰；在他的身边左右，是弓腰驼背一走一踮脚，前知五百后知五百的军师宋献策，崇祯的两位王子永王朱慈照，定王朱慈炯，以及五花大绑的吴襄，身后是黄幄和排列整齐的亲兵卫队。背对着朝阳的吴三桂辫子藏在金盔银甲内，手提大刀，战马踏着碎步向农民军阵地步步逼近，就像主动进入自成布下的天罗地网。渐渐地，吴三桂看到了立在高处黄幄下的李自成，尽管他看不清仇人的五官面相，但能感觉到从他的两只鹰眼里反射出的太阳光，他愤怒已极，大喊大叫，“闯贼，拿命来--”率军队向三面兜来的农民军冲杀过去。农民军在刘宗敏、田见秀指挥下，也嚎叫着向三桂军围过来，双方人喊马嘶，刹间混战成一团，刀枪叮当作响，直杀得天昏地暗，腥风血雨，倒下去的战士和马匹滚到石河里，河水立刻被染红了，他们仍在厮杀。

在城外高坡观战的八旗兵将士发出一阵阵的大笑，此时吴三桂的军队完全不是他们印象里的那支军队，他们在松锦之战中逃跑的速度仅次于王朴，名列第二，他们惊叹，“这不挺猛吗！”双方激战正酣，突然有一团大雾从远方飘涌而来，很快的，战场被雾气吞没，什么都看不见了，只听见双方在呐喊、厮杀。多尔衮观望了一阵，说不好，急命阿济格，多铎、谭泰率八旗兵进城助战。八旗马队分别疾驶到南水门，北水门，关中门下，举刀扣门，城内的官绅吕鸣章命将各城门大开，阿济格、多铎、谭泰一跃进入城内，指挥三路马队向农民军冲去。八旗兵突然间到来，本已疲惫的农民军猝不及防，在飞蝗般的箭雨下，成片成片倒下去，接下来就是一场一边倒的大屠杀。

自成在高处看见雾影瞳瞳，人影瞳瞳，喊杀声更猛烈了，起初他猜想是唐通领兵杀进来了，直到海风将大雾吹散，他看到了下面大群奔马跳跃的辫子兵，顿时目瞪口呆。这些辫子兵服装整齐，或全穿着白色铠甲，或全是红色铠甲，连战马都披着护甲，他们骑术精良，速度极快，在马上边跑边放箭，几乎箭无虚发。他看到义军如同活靶子一个个被射中、翻身落马，蜿蜒的石河水完全是一片红色，太阳隐没进乌云里，唐通的旗帜始终未能出现，他的头脑中一片空白，不由得狠命挠头，他不相信这是真的，以为是梦幻。一旁的宋献策急喊，“陛下，快撤兵吧！”自成立刻命鸣金撤兵，锣声急促地敲响，义军队伍更乱了。这时衣衫褴褛的李友、李通踉踉跄跄跑上山岗来报告，“陛下，唐通遇见八旗兵不战而逃，告诉我等，遇见清兵活命的办法就是看谁跑得快。”自成大叫一声，如梦方醒，急率亲兵卫队押着永定二王和吴襄回马顺山岗向西逃去。八旗兵和三桂军随后追杀，一直追出四十里。

此战，自成丢下了四万多具尸体，带着远高于这个数字的伤兵一同逃回京城。吴三桂在清理战场时发现，农民军尸体，尤其是腰鼓队员的小鼓里都装满金银财物，根本不像一支军队。