鹬蚌相争渔翁得利——山海关之战
大顺军主力四月十三日从北京出发，十五日到密云，十七日才走到永平，其间足足走了五天。在永平，大顺军前锋遭遇抵抗，不过阻击大顺军的是本地的乡勇，大顺军轻易就击溃了乡勇。因为没有发现吴三桂的主力，加上吴三桂派来的六个当地士绅一再声称吴三桂见到太子就会投降，所以李自成对前锋报告乡勇拦阻的事并未在意。从永平到山海关，大顺军又慢悠悠地走了四天。
四月二十日，李自成十余万大军方才齐集山海关前十五里的七星寨。不过即便如此，李自成还是比多尔衮先一步赶到山海关。大顺军第一梯队四万多人在石河遭遇吴三桂布下的第一道防线。这是由明朝山海关总兵高第部下一万人和临时招募的乡勇组成的联军，战斗力嘛，可想而知，很差。但在吴三桂亲自指挥下，加上部分关宁铁骑的参战，仍给大顺军制造了不少麻烦，两军大小十三战，互有胜负。吴三桂最大限度地迟滞大顺军推进的目的达到了。大顺军在这道防线上浪费了过多的时间。
主力大军到后，李自成发现吴三桂派来的六名士绅代表企图逃跑，感觉被忽悠的李自成勃然大怒，立即派人追杀。六名代表五人被杀，只有一个叫高选的人身中三箭逃了回去。直到这时李自成才意识到他中了吴三桂的缓兵之计，于是下令全军立即发起攻击，但这天大顺军终究没能攻破石河防线。而吴三桂其实也并未在这道防线上放上他的主力，守在这里的士兵仍以乡勇为主。吴三桂一直将乡勇与关宁军轮换作战，出阵作战派关宁铁骑出击，防守时则换上乡勇。吴三桂很清楚，大仗还在后面，他必须保存实力，不能过早消耗主力关宁铁骑的战斗力。
四月二十一日清晨，李自成先令吴襄去劝降吴三桂，结果吴三桂以火箭射吴襄左右人，表示与吴襄划清界限。他说：“父既不能为忠臣，儿又安能为孝子！”吴三桂当着大顺军的面骂吴襄，劝降劝不下去了。见劝降不管用，李自成亲率大顺军主力发动进攻。吴三桂也不示弱，领兵迎战。双方激战半天未分胜负。中午，吴三桂调关宁铁骑下去吃饭休息，换上乡勇虚张声势。吴三桂这边换人，李自成那边可没换，仍以主力猛攻。乡勇再勇，毕竟不是正规军，很快就顶不住了。大顺军攻破石河防线，乡勇溃散。但吴三桂的主力却未受多大损失，此时吴三桂的部队正守在附近的四个卫城，坚守第二道防线。吴三桂本人则率主力关宁铁骑在山海关前结成大阵，居中策应，与大顺军主力正面搏杀。
山海关号称天下第一关，地势险要易守难攻，关下有四座卫城，东西两个分别叫东罗、西罗，南北叫南翼、北翼，与关城、长城、敌楼互相呼应，形成一个系统的防御体系。
突破石河防线后，面对山海关关城一带坚固的防御工事，李自成充分发挥兵力优势，全线进攻。以主力和吴三桂的关宁铁骑正面对攻；同时派兵猛攻西罗、北翼两城；又派唐通直扑山海关西面三十里的一片石，准备从那里攻破防线，绕到关外从背后攻击吴三桂，来一个前后夹击，围歼吴三桂主力。
一片石，因山脚下沟谷之中有九座水门的缘故，又名九门口。《临渝县志》：“大青河水自关外入，其水分九道而下，今名九门口。”关上建有二十多个敌楼、烽火台、战台等防御工事，在东北方向还有一个小卫城，东西向是二洞城门。一片石在关口和长城前都挖有拒马沟，防卫严密。
唐通部猛攻一片石，但吴三桂的部队战斗力十分强悍，不但防守严密，在兵力处于劣势的情况下，仍派精锐缒城而下进行侧翼突击，多次击退大顺军的进攻。
二十一日下午，从北京运来的红夷大炮送到一片石。在猛烈的炮火支援下，大顺军倚仗兵力优势不断发起强攻，激战至深夜。一片石终于被大顺军攻破，吴三桂的部队沿长城退向山海关。
唐通部在占领一片石后，即北出长城，向东运动，从一片石绕向东面的山海关立营，向吴三桂发起进攻。夜色中，他们没能发现隐藏在十五里外黑夜中的十余万八旗军。
唐通率军攻击一片石的时候，吴三桂就已经意识到他被包围了。但因为主力都在正面与大顺军苦战，也抽不出兵力去增援。
这天战斗最激烈的是北翼城，曾一度被大顺军攻破。守在这里的是吴三桂部将副总兵冷允登，他后来回忆起当天的战斗：“亲王（指吴三桂）领兵当锋，派臣守北城。奈此城逼山受敌，贼欲联络直下，故独日夜狠攻……贼势蜂拥，竟扑边城直上，臣只率亲丁尽力堵战，正在呼吸存亡之间，急请亲王拔兵协剿。”吴三桂听说北翼城被攻破，亲自率领突击队赶来，击退已经攻进城的大顺军，守住了北翼城。
与此同时，大顺军骑兵趁吴三桂不在，从山海关西北方向突破吴三桂军主力大阵，直扑西罗城，守军以火炮还击。吴三桂本人因已赶去北翼城，就派部将赴援，在城下与守军前后夹击，大顺军在这一面的进攻也被击退。
东罗城是向关外撤退的唯一通路，也相当吃紧，所谓“危急劳瘁，倍于两城”。因为离主战场最远，所以关宁军凭借火炮、火铳、弓箭等远射武器，大量杀伤大顺军。虽然守得辛苦，但总算顶住了。
当晚，吴三桂派出当地士绅前往关外清军大营，告之多尔衮，山海关危急，请他马上进军。这就是之前说的，二十二日清晨，出现在清军大营的吴三桂的使者，但多尔衮按兵不动。
四月二十二日早上，多尔衮站在山海关外二里的欢喜岭上，把指挥所设在岭上的威远台，耐心观察关宁军和大顺军的动向。
四月二十二日上午，大顺军从山海关内外同时向吴三桂发起进攻。吴三桂所部被包围，与清军联系不上。
战斗开始不久，压力最大的北翼城少数守军，可能是乡勇，突然开城出降，但很快被吴三桂挫败。为了击退东面的大顺军，守军不顾清军就驻在东面不远处，以大炮向东侧猛烈轰击，以至多尔衮一度误以为守军是在向清军开火。
两军拼力血战，形势已经十分危急，吴三桂知道不能再这么拖下去，必须请清军助战，这才决定去见多尔衮。但吴三桂所部已被大顺军重重围困，他必须先突围。吴三桂亲自组织突击队，在炮火支援下，突破东侧一万多大顺军的包围，冲进清军大营。
山海关之战，三方的参战兵力，一直是关注的焦点。
先说大顺军，虽说提起大顺军，动辄就是数十万，好像很多，但从西安出发到占领北京，一路上需要分兵去守新的占领区，加上战斗伤亡，即便时常有投降明军加入，兵力也还是越来越少。大顺军在北京有二十多万人，这其中真正有战斗力的部队，也就十万上下。李自成带去山海关的有十多万人，但有战斗力的也就七八万。对付吴三桂的部队还勉强，再加上清军，就铁定不是对手了。
山海关守军，关宁军有四万左右，加上招募的七千新兵，地方乡勇三万，总兵力约八万。但精锐部队只有关宁军。
清军的主力是八旗，但满洲八旗兵力并不多，至多也就六万。当时清军动员了三分之二的兵力入关，算下来，满洲八旗兵力不过四万，加上蒙古八旗两万、汉军八旗三万，即使加上“三顺王”孔有德等人的四万，总兵力也只有十四万。
多尔衮在吴三桂剃发归降后，马上下令图赖率军攻击正在攻城的唐通部。唐通措手不及，前面又有山海关和关宁铁骑拦路，退无可退，全军被歼。唐通这次带着一百多个骑兵逃走，比上次的八个骑兵稍强一点。山海关的后顾之忧被解除。
再说山海关战场。吴三桂回到关内，按约定令全军剃发，来不及剃的用白布缠在肩膀或背上，以区别于大顺军。阿济格率左翼军一万还有尚可喜部从北水门入关，多铎率右翼军一万加上孔有德部从南水门入关，多尔衮自中门率满洲八旗三万入关。至此，清军主力进入山海关。
不少史籍记载：“清军投入战斗以前，大顺军毫无觉察，等到发现突阵而来的是清军，立即失魂落魄地奔逃。”这与当时情况不符。李自成这时已经发现了清军。大顺军同吴三桂部作战时包围了山海关，吴三桂往威远台请清军参战时是冲过大顺军阵地的。清军入关，大顺军不可能不知道。问题是这时候即便知道清军进关，也来不及檄调援军了。
清军十多万人马驻在山海关外二里处的欢喜岭，并没有地形上的遮蔽，哪怕只凭肉眼，大白天也能看见，十多万人马如何隐藏。
但事到如今，大顺军只能硬着头皮应战，在八旗军和关宁铁骑面前临阵退却，只会被后者的骑兵追杀，甚至发生大溃败。
这次战斗是山海关大战开战以来最激烈也是最残酷的，双方都表现出了极强的战斗力和悍不畏死的气势。
吴三桂率领全部关宁铁骑列阵山海关西。他身后的阿济格、多铎部队被关宁军遮挡起来，东边的多尔衮部队则一直延伸到海边。
大顺军在野战战术上，也很有特色。《明史》记载：“临阵，列马三万，名三堵墙。前者返顾，后者杀之。战久不胜，马兵佯败诱官兵，步卒长枪三万，击刺如飞，马兵回击，无不大胜。”
战斗打响后，战场上“炮声如雷，矢集如雨”。吴三桂、吴国贵等为前锋率领关宁精锐，一马当先杀进大顺军的“三堵墙”。
关宁军知道成败在此一战，打得格外勇猛，玩命冲杀，虽然人数不如对方多，但一开始并不处于下风。惨烈的搏杀，自早上开始一直杀到午后。李自成的“三堵墙”战法慢慢发挥作用。吴三桂的部队虽然很能打，但也架不住对方人多和车轮战术，渐渐有点招架不住。
吴三桂的四万部队被两倍于己的十万大顺军包围，虽然他左冲右突，多次冲开大顺军的包围圈，但随即又被李自成在庙岗上用旗号指挥的机动部队堵住，好不容易打开的缺口，又迅速合拢。关宁铁骑玩命往外冲，但大顺军也拼命堵击，关宁军冲了几次都冲不出去。
多尔衮一直在冷眼旁观。进关的清军约有五万，还有一半部队在山海关城内和关外驻扎。他迟迟不动手，让吴三桂先行攻击，消耗大顺军。现在，见双方都显出疲态，特别是当他发现吴三桂的部队开始有点顶不住时，才下令清军出击。
清军终于出击了。
列阵在关宁军背后的阿济格、多铎的两万骑兵，从关宁军的西面绕出，向大顺军侧翼发起攻击。
此时山海关突然自西向东刮起一阵狂风，飞沙走石，遮天蔽日，席卷而来。
大顺军处在下风口，亏吃大了，士兵被风刮得连眼睛都睁不开，军心动摇，乱成一团，纷纷后退。但清军却顺风而来，顺风也让清军的弓箭射程大大增加。清军策马狂奔乱箭齐发，箭矢如雨射向大顺军。此时的大顺军与关宁铁骑拼杀多时，早已筋疲力尽，已成强弩之末，面对清军骑兵的冲击大顺军只能勉强招架，很快便被清军击溃。
李自成在庙岗听见西面战场突然杀声震天，转身一看，只见无数骑兵“戴缨帽如万朵红云，风卷而西”。手下人说：“此非吴兵，必东虏也。上位宜急避之。”李自成跌足叹息，二话不说，转身策马离开战场。
李自成的率先撤退，使大顺军失去指挥。因清军的突然介入，战场形势逆转。两万清军骑兵和四万关宁军对大顺军形成里外夹击，大顺军单就对付关宁军就已经够吃力了，与关宁军的搏杀已有三个时辰（六个小时），已精疲力竭。多尔衮以逸待劳，两万清军适时发起总攻，成了压垮大顺军的最后一根稻草。大顺军全军溃散，大将刘宗敏身负重伤。大顺军被清军压向东面，但东面是老龙头海面，再无退路，跑到这里的大顺军沿着海边继续溃退，或被杀，或溺死，死伤殆尽，清军追杀四十里方才收兵。
崇祯的三个儿子当时也随军出征，战后，不知所踪。
山海关之战，大顺军惨败，伤亡惨重，战死七八万人，野战部队损失殆尽。以后直到李自成兵败被杀再也未能组织起有战斗力的部队。后来大顺军被清军一路从北京追杀到湖北，几乎毫无还手之力，就是因为主力被消灭，清军又不给大顺军喘息之机，一路追杀，最终逞强一时的大顺军土崩瓦解。
此役，关宁军也损失惨重，精兵猛将折损过半，元气大伤。唯一获利的就是在一旁坐山观虎斗的多尔衮，关宁军与大顺军鹬蚌相争，清军渔翁得利。等两军拼得差不多了，清军再上去捡现成的胜利果实。
四月二十三日，山海关战后的第二天，关城军民全部剃发。多尔衮令阿济格、多铎、吴三桂当天就从关城出发，追击李自成的败兵，不给对方以喘息之机。以骑兵为主的清军很快便追上败退的大顺军。双方在永平红花店再战，大顺军再次大败。李自成在撤退途中杀了吴襄。打不过吴三桂，只能拿吴襄出气泄愤。
四月二十六日，大顺军撤回北京。四月二十九日，李自成在北京匆忙称帝，第二天便率众西逃。吴三桂一路尾随追击，眼看就要追到北京，吴三桂请求进城，但多尔衮不准，强令吴三桂不得停留继续追击。
大顺军从卢沟桥到固安沿途丢弃的财物、妇女到处都是，这些都是大顺军从北京抢来的，但带着沉甸甸的金银、娇滴滴的女人跑不快，虽然丢弃有点舍不得，但保命要紧，也顾不得了。大顺军一路逃，一路丢。吴三桂一路追，一路捡。大顺军在北京日夜加班斗地主得来的钱财丢得满地都是，白白便宜了在后面追赶的吴三桂。追击路上，吴三桂还有意外惊喜，那就是遇上了他朝思暮想的爱妾陈圆圆。陈圆圆也被丢在路上，大顺军连陈圆圆这般美女都不要了，可见逃得有多狼狈。
两人在定州重逢，自然是百感交集。但军情紧急，吴三桂来不及与陈圆圆畅叙离别相思之苦，便率军匆匆出发了。吴三桂在庆都再次大败李自成。山海关、庆都两次大战，也是后来吴三桂跟清廷讨价还价的资本。
接连大败，恼羞成怒的李自成于五月初五在真定与吴三桂再战一场，结果还是大败。实在打不过吴三桂，李自成只能继续西逃，率军退入山西。
五月初二，清军进入北京。九月，清廷迁都北京。十月，清廷正式册封吴三桂为平西王。