崇祯十七年（1644年）四月十三日，李自成得知本欲归降大顺的吴三桂半道折返山海关，击走唐通夺关，知道招降不成，也为此事功亏一篑而感到后悔，他只好亲自出马，率十万大顺军精锐出征山海关。

吴三桂很清楚地知道凭自己的兵力不可能同时对抗李自成和关外满清两支强大力量，自己没有两线作战的实力，他必须偏向其中一方。既然已经和李自成彻底决裂，那么自己就只能倾向于满清一方。吴三桂派副将杨坤、游击郭云龙携带自己的求救信星夜驰往辽东，向关外自己曾经的死敌满清求援。“遂作书绝父，驰归山海关，遣副将杨坤、游击郭云龙赴满洲乞师，时顺治甲申四月也。世祖乃遣睿亲王统师至宁远，三桂遗睿亲王书曰：‘三桂初蒙先帝拔擢，以蛟负之身，荷辽东总兵重任，王之威望，素所深慕。但春秋之义，交不越境，是以未敢通名。人臣之谊，谅王亦知之。今我国以宁远右偏孤立之故，令三桂弃宁远而镇山海，思欲坚守东陲，而巩固京师也。不意流寇逆天犯阙，以彼狗偷乌合之众，何能成事？但京城人心不固，奸党开门纳款，先帝不幸，九庙灰烬。今贼首僭称尊号，掠掳妇女财帛，罪恶已极，诚赤眉、绿林、黄巢、禄山之流，天人共愤，众志已离，其败可立而待也。我国积德累仁，讴思未泯，各省宗室如晋文公、汉光武之中兴者容或有之，远近已起义兵，羽檄交驰，山左江北，密如星布。三桂受恩深厚，悯斯民之罹难，拒守边门，欲兴师以慰人心。奈京东地小，兵力未集，特泣血求助。我国与北朝通好二百余年，今无故而遭国难，北朝应恻然念之，而乱臣贼子，亦非北朝所宜容也。夫除暴翦恶，大顺也；拯危扶颠，大义也；出民水火，大仁也；兴灭继绝，大名也；取威定霸，大功也。况流贼所聚，金帛子女不可胜数，义兵一至，皆为王有，此又大利也。王以盖世英雄，值此摧枯拉朽之会，诚难再得之时也。乞念亡国孤臣忠义之言，速选精兵，直入中协西协，三桂自率所部，合兵以抵都门，灭流寇于宫庭，大义于中国，则我朝之报北朝者岂惟财帛？将裂地以酬。不敢食言。’王得书，乃命汉军赍红衣炮，往山海关进发。及师次拉搭拉，复三桂书云：‘向欲与明修好，屡行致书，若今日，则不复出此，惟有底定国家，与民休息而已。余闻流寇攻陷京师，明主惨亡，不胜发指，用是率仁义之师，期灭此贼，出民水火。及伯遣使致书，深为喜悦，遂统兵前进.夫伯思报主恩，不共流贼戴天，诚忠臣之义也。伯虽向与我为敌，今勿因前故为疑。昔管仲射桓公中钩，后用为仲父，伯若率众来归，必封以故土，进爵藩王，一则国仇得报，二则身家可保，世享富贵，如山河之永也。’”

吴三桂本就是个审时度势、反复无常之人。他明白“没有永恒的敌人，没有永恒的朋友”这个道理。但李自成却没弄明白如此简单的一个事实。

满清实际掌权者、睿亲王多尔衮在得知李自成攻占北京的消息后，已经发布了动员令，他自任大将军，以明朝降臣洪承畴以及范文程等人为参谋，准备以“倾国之兵”约十四万人“往定中原”。说白了就是要虎口夺食，与李自成争夺天下。对于野心勃勃的满清统治者来说，有没有吴三桂的降附并不重要，吴三桂的乞降不过是给多尔衮一个更堂皇的借口而已。

史载，大顺军于四月二十日抵达山海关西南面的石河（亦称一片石）一带，旋即便投入战斗，吴三桂的关宁军也是明军劲旅，战斗力颇为强悍，两军激战至二十一日早晨，大顺军虽然兵力占优，将士也很勇猛，却仍未能突破关宁军防线。

吴三桂

李自成仍未放弃招降吴三桂的打算。他见两军胶着，便命三桂父吴襄到阵前劝儿子投降，吴三桂忍痛大呼曰：“父既不能为忠臣，儿又安能为孝子乎！”事情到了这个地步，吴三桂已无退路。

打到二十一日中午，大顺军后续部队源源开至，恰逢关宁军主力后撤吃中饭，李自成趁机集兵猛攻，这才将吴军防线撕开道口子，直逼山海关下，旋分兵攻打西罗城和北翼城，同时派唐通率部自九门口绕过长城，从背后包围山海关，对关城形成夹击之势。

吴三桂的关宁军大约有五万将士，面对李自成十万大军，处于明显劣势，如今又被团团包围，岌岌可危，于是派人突出重围，向多尔衮紧急求援。

多尔衮这次可谓是倾巢而来。接到吴三桂的救援信后，他认为“成败之判，在此一举”，遂动用满清全部兵力自盛京（今沈阳）昼夜兼程向山海关挺进，《清实录》说：“男丁七十以下，十岁以上，无不从军”。多尔衮在进军途中再次接到吴三桂紧急求助的书信，这真是千载难逢的良机，他格外高兴，于是督军迅速向山海关奔去。

二十二日凌晨，多尔衮率清军抵达山海关东北面的欢喜岭，他让部队在山上隐蔽休憩，以便观察战场形势，但迟迟不肯挥军参战。

山海关之战示意图

大顺军哨骑发现有大批“辫子兵”出现在山海关东北方，明显来者不善，此时的李自成处境极为尴尬。山海关内的关宁铁骑约有五万人马，清军号称有十四万人，大顺军的十万兵马瞬间由优势变为劣势，若清军参战，则大顺军处于下风，必然难敌。但如果撤军，清军和吴三桂军都善于骑战，以机动性著称于世，即便大顺军骑兵利用速度优势可以成功撤离战场，那数万步兵和大量辎重必将损失殆尽。

李自成左思右想，觉得当前唯一的办法就是：在清军加入战团之前，集中优势兵力，迅速将吴军歼灭，夺取山海关。

李自成令旗一挥，大顺军排山倒海般呐喊着猛攻关城。吴三桂则督军拼命抵抗，炮声隆隆，箭如雨下，砖石横飞，城下遗尸累累，血流成河，大顺军仍前仆后继，奋死登城。

爱新觉罗・​多尔衮

李、吴两军激战正酣，多尔衮却按兵不动，他本人在关外侧山岭上“以觇动静”。此时多尔衮虽然应约而来，但他对吴三桂并不完全信任，毕竟彼此厮杀、敌视这么多年，在大顺军不要命的进攻下，吴军有些抵挡不住了，吴三桂连续三次派人来请，多尔衮这才打消对吴三桂的疑虑，但清军仍未立即参战。多尔衮有自己的策略，他要等李、吴两军精疲力竭时坐收渔人之利。“时自成前锋四万，先至关，三桂与之十三战，胜负相当。十五壬戌，自成至密云。十七甲戌，自成大队至永平，三桂兵颇少，与自成对阵，日昃不遑暇食，遂结虚营于关外，使民诡为军士，多执旗鼓守之，私易士卒，入城饮食。顷之，自成薄外营，将营中老弱，尽行杀死，长驱城下，围之数匝。又从门西一片石，出口东突外城，薄关内，三桂见自成势大难与争锋。先已请兵满洲，至是趋之至。大清之九王，即摄政王也。已与英王、裕王，发兵十万，将欲入塞，途遇三桂，使者疑之。与英、裕两王计曰：‘岂三桂知我南来，故设此诱耶？且吾尝三围彼都，不能遽克，自成一举破之，其智勇必有大过人者。今统大众亲至，志不在小，得毋乘战胜精甲，有窥辽之意乎？不如分兵固守，以觇动静。’遂顿兵不进。驻营于欢喜岭，高张旗帜，休息士卒，遣使往三桂营觇之。三桂复遣使往请，九王犹未信，请之者三，九王始信，而兵犹未即行。三桂遣使者相望于道，凡往返八次，而全军始至。共十四万骑。三桂知大清兵已在关外，遂突围出外城，驰入，大清壁中，见九王，称臣，遂稽其首，以白马祭天盟誓入关，九王总重兵居后队，英王张左翼，统二万骑从西水关入；裕王张右翼，亦统二万骑从东水关入。于是，三桂复入关，尽弃其民，开关延敌。然迫于战期，兵尚未尽薙发，恐无以辨，夜半，密令军士以白布裂为三幅，阔如三指，缠之于身，以为暗记，然布不能猝辨，即以裹足布裂用之约，大清兵见三指布者，即勿杀。盖三数与白色者，取三桂及长白兵缟素之意也。然九王多谋，不肯先与自成轻战。十九丙子，使三桂为前锋，与自成大战于关内一片石，一以观三桂之诚伪，一以觇自成之强弱，欲坐收渔人之利。日暮战罢，九王始信。”吴三桂“遣使者相望于道，凡往返八次，而全军始至，共十四万骑”。多尔衮发现时机已到，如再不参战，吴军就会在李军凶悍的打击下全线崩溃，因而他便投入全部兵力加入战斗。

清军聒噪着漫山遍野卷杀过来，正在山海关东北围攻东罗城的唐通军首当其冲，遭到八旗兵和吴军的内外夹击，死伤惨重，几乎全军覆没。清军随后进入山海关，与吴三桂军会师。

李自成得知清军入关后，将主力收缩到石河一线，关宁军和部分清军骑兵出关列阵，双方在此展开了一场规模空前、惊心动魄的野战。关宁铁骑率先 发起冲锋，大顺军出队迎击，双方展开激烈搏杀，大顺军人多势众，关宁军力战不支，有些抵敌不住了，在双方鏖战正激之时，忽然刮起一阵狂风，飞沙走石，沙尘蔽日，蒙住了厮杀汉的双眼。多尔衮抓住这有利时机，令全军投入战斗，沿右侧包抄，将大顺军往老龙头那边赶 ，最终将“贼兵”驱入海中。“丁丑，次连山。三桂复遣使请速进，夜逾宁远抵沙河。戊寅，距关十里，三桂报自成兵已出边。王令诸王逆击，败李自成将唐通于一片石。己卯，至山海关，三桂出迎，王慰劳之。令所部以白布系肩为识，先驱入关。时自成将二十余万人，自北山列阵，横亘至海。令三桂居右翼后。搏战，大风扬沙，咫尺不能辨。力斗良久，师噪。风止，自三桂阵右突出，捣其中坚，马迅矢激。自成登高望见，夺气，策马走。师无不一当百，追奔四十里，自成溃遁。王即军前承制进三桂爵平西王。下令关内军民皆薙发。以马步兵各万人属三桂，追击自成。”

李鸿基

骁勇善战的满洲铁骑势如山崩而下。李自成站在一座高岗上指挥作战，远远望见一支装束奇特、脑后留辫的大军势如破竹般冲入大顺军阵中，顿足对左右道：“此必北兵也，三桂真挟北兵来耶！”他见清军左冲右突，势不可挡，知道败局已定，随即下令撤军，他也在亲军的掩护下策马离开战场。关宁军和清军在后紧追不舍，死命追杀，大顺军兵败如山倒，将士死伤无数，尸横遍野，据说直到山海关之战结束三年后，沙场上还有许多战死者的遗骸曝尸荒野。

是役，十万大顺军主力损失惨重，几遭团灭，就连权将军刘宗敏也中箭负重伤，另有二十多个大小将校阵亡。

山海关之战是决定中国未来近三百年命运的一战。李自成固然大败亏输，吴三桂又何尝是赢家？李自成在逃回北京途中将三桂父吴襄及吴家老幼二十余口全部处死，这就是明末文士吴伟业诗中所说“全家白骨成灰土”。三十年后，被满清封为平西王的吴三桂又在云贵策动“三藩之乱”，起兵反清，最终兵败身亡，其重建的吴氏家族也随之灰飞烟灭。