，其中一人没抓住。身中三箭逃遁。
正像吴三桂给多尔衮地第二封信中所报告，他已遣精锐兵马出关城，在山海关以西，即石河西岸占据战略要地。吴三桂部下一位姓的副将，并由一个姓臧的将官协同，奉命率部列营排阵，自龙王庙至谭家颇罗，又征召当地乡勇三万余人，协助吴军。
吴三桂虑及关城兵少，粮饷不济，就求助当地士绅，组成民间武装，其中有不少士绅、生员参加组织“乡勇” ，他们助饷白银近八千余两，战马一百二十余匹，以助吴三桂之关宁军，他们共同督率这支“乡勇” ，经过短期训练，投入战场。
李自成到达山海关时，曾派使者最后一次通令吴三桂投降，结果遭到断然拒绝。当发现关宁军已列阵迎战，不再对吴三桂抱有幻想，迅即部署兵力。
其一在石河西，以主力作正面进攻，一派唐通率少部骑兵迅速从九门口出关，绕到关外，至一片石立营，以截住吴三桂东逃之路，与关内一侧大顺军夹击关宁军！
战斗首先在石河西展开。
这是一场拼死的恶战，关宁军与大顺军发挥出最大的战斗力，以战胜对方。吴三桂之前锋，与大顺军死战，连杀数十余阵。大顺军又发动突袭，冲入副将营内。
吴三桂发现后，急率兵解救，将大顺军击退。而其督率的乡勇同关宁军配合作战，向大顺军发起一次次冲锋，生员谭有养、刘以祯等冲入农民军营中被击毙。
战斗从早晨开始，一直激战到中午，关宁军与乡勇有些招架不住，西北防线被突破。有数千名大顺军骑兵飞奔至关城的西罗城北侧，正要登城，守御此处的吴将又以伪降欺骗攻城的农民军将领，暗中传令偏将从北坡鱼贯而下，偷袭敌军，同时，城上守兵轰击，大顺军的攻击接连被打退，遭受到了严重伤亡。
大顺军大战石河西，李自成又以部分兵力攻打北翼城。他集中兵力直取，欲打开一缺口，而占领山海关，因此日夜狠攻。
负责指挥守北翼城地山海关副总兵冷允登拼死防守，屡次击退，又屡次进攻。至次日晨，大顺军蜂拥强攻，竟直扑到城下，有的已登城，情况十分危机，冷允登只得率亲丁拼力堵击。
正在呼吸存亡之间，急请吴三桂拨兵支援。及时赶到，才把已爬上城地大批大顺军击落至城下。当地乡绅马维熙、刘克礼、吕鸣章等十人率乡勇“总理”和“协理”镇城与东、西罗城，奋力搏杀之下，终于保住了东罗城。
关宁军在处于劣势的情况下，承受住了身经百战的大顺军的不间断地重击，与之大战一
力，称得上是一支劲旅。
而这是其他各镇明兵所不能比地，也不是大顺军向北京进军中所遇到的那些一触即溃的明兵。关宁军并不是如李自成等人所想像，以为它不堪一击，大顺军可以轻而易举得到山海关。
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当天晚上的时候，吴三桂见大顺军锐气正盛，便把主力撤回关城。双方转为炮击不止，爆炸声在夜空中轰鸣，如天际的雷声，显得沉闷、有