多尔衮接到吴三桂密信，大喜过望，立刻直奔山海关而来。同时，他写信给吴三桂，许以“裂土封王”，要对方投降，而不是“借兵”。

　　李自成听说吴三桂与清军搭上线，不敢怠慢，派出降将唐通与白广恩先率骑兵赶至抚宁县东南的一片石，而他自己则率主力布阵于石河（今秦皇岛燕塞湖水库）。

　　吴三桂苦战不支，优势清兵杀出，农民军大败

　　此时，多尔衮及部下均心有疑惑，一怕吴三桂骗人，二是清军从未与李自成交过手，心中没谱。于是，清军先拿唐通一军开练，首先在一片石打败了这批为数不多的前“官军”与农民军混合的部队。

　　惶急之下，四月二十二日清晨，吴三桂本人亲自出关，驰奔欢喜岭上，拜见多尔衮。

　　多尔衮拉着吴三桂的手说：“君为故主复仇，大义可嘉。我今次领兵入关，严令大军遵纪。望君告知关内士民，万勿惊慌。”

　　吴三桂“感动”之余，忙与多尔衮盟誓，宰马杀牛祭天地，表示谁违约谁就不得好死。

　　多尔衮仍不放心，又让吴三桂剃发。吴三桂只得和手下几个高级军官立刻剃发、称臣。明军四五万人来不及一时全剃发，多尔衮就让他们先在身上缠白布条作记号。白布不够，明兵们用裹脚布扯下当记号。由此，混战之中，清军见身上裹白布的汉人就知为“盟军”不杀。

　　于是，吴三桂下令开山海关门。清军不费一兵一卒，由明兵自己打开了百万雄兵难以攻克的险关。

　　吴三桂哀兵，自为前锋。农民军有“主上”亲征，个个当先。斗至中午，毕竟农民军实力占上风，吴三桂已呈败相，明军被杀过半，勉强支撑。

　　关键时刻，清军号角声响起，两三万戴斗笠拖大辫的清军劲骑忽然呐喊着杀奔而来。

　　李自成吓得差点从马上掉下来，他低喊了一声“鞑子来啦”，掉转马头就跑。“主上”跑了，大家皆失主心骨，立刻掉头也跑。兵败如山倒。明军与清军合击，一路追杀，二三十里间，很快堆满了数万被杀的农民军尸体，据说暴骨三年后都收拾不净。

　　李自成仅剩数千残卒，败退永平，为泄愤，他下令剐杀吴三桂他爸吴襄，把首级悬于高杆之上。小喘片刻，他急忙遁回北京。

　九宫山下，李自成被山民砍死

　　四月二十六日这天，李自成率残兵遁回北京。

　　这些败兵入城后，皆知末日将至，完全丧失纪律，开始在北京城内烧杀奸掠，备极惨毒。

　　李自成入城后，第一件事就是派人把吴三桂全家34口尽数剐杀。

李自成行宫

　　转天一早，李自成即在武英殿举行正式“登基礼”，头戴冠冕，受“百官”朝贺。第二天一大早就匆忙离京，向西奔逃。自入城到离京，“大顺”政权仅存在了42天。

　　五月二日，多尔衮率清军抵至北京。他吸收李自成的失败教训，四处张榜，表示说无论是谁，只要降顺大清，官复原职不说，还要加官晋爵，新有封赏。这一来前明官员大悦，个个弹冠相庆。

　　此时各地的李自成部队，仍旧有数十万之多。他本人率残兵一路经太原、平阳，返掠西安，把大部队留守于山西、河南一带抵御明清联军。

　　回到西安后，李自成精神萎靡，半年内基本没什么大动作。

　　1645年正月十二日，守潼关的李自成部将马世耀投降。转天，他与七千名农民军均被屠杀。

　　困愁于西安的李自成闻讯灰心，西北看来是待不住了。临撤退时，他下令部将田见秀把西安城内所有建筑和仓库烧毁。幸亏这位田将军还算有人性，只点燃了东门楼和南月城楼，为西安百姓留下了御寒的房屋与粮食。