李自成決定，在真定府境內與吳三桂拚死一戰。五月初四，此戰在真定城以北展開，李自成身先士卒，率勁銳騎兵衝殺在前，與吳三桂軍隊進行了殊死鏖戰。
清朝人在《吳逆始末記》中記載：當時激戰中，“三桂追及，於定州清水河，斬其偽帥穀可成，闖賊奔真定。吳三桂合遼東兵擊之，賊以屢敗而忿，乃勒精兵依山為陣，大呼曰：‘今日親決死鬥，不求人助，乃為豪傑耳。’於是縱兵大戰。”
這時，狂風東來，卷沙蔽日，趕上沙塵暴。李自成的旌旗被吹斷，確實是不祥之兆。李自成急忙收兵，準備逃遁，而吳三桂一箭射出，射進他的肩骨，差點要了闖王的命。李自成伏在馬上，狼狽西逃。
李自成中箭受傷，大順軍一看主帥死活未卜，兵敗如山倒，紛紛向太行山敗逃，出固關退往陝西。對此，雍正八年（1730年）《井陘縣誌》記載：“崇禎十七年（1644年）八月，清兵追遂闖寇，寇奔逃，已過陘城，抵故關，複入城縛知縣並其家室而去。”本來敗逃到了井陘西緣的固關，還要回來到天長鎮綁了井陘的知縣及其家眷。又據《庭聞錄》記載：“初二日，過琉璃河，追及慶都（在望都縣境內），又敗之。又及於真定，自成暫駐真定的玉皇閣，方具食，聞三桂追至，不食而走，北至固關。”
奉命留守，真定知府為何獻城投降清兵？
性命難保，闖王為何率兵反擊殺回井陘？
窮鄉僻壤，井陘溶洞怎樣留下三朝疑蹤？
曾經在鎮壓李自成過程中，挖過李自成祖墳的明末米脂縣知縣邊大綬，被李自成逮住以後，一直被李自成押解。後來他逃跑了，入清後撰寫了一部《虎口餘生紀》，講述他的親身經曆。他說：五月初五日農民軍撤出真定，“見賊兵自北而南，塵土蔽天，然皆老幼參差，狼狽伶仃。十賊中夾帶婦女三四輩，全無紀律。”
是日，李自成“不進城，在關帝廟中吃中火（午飯）即行”。輕裝疾馳，經獲鹿之上安、井陘，於七日出固關，退入山西境內。清兵進攻真定城，知府丘華茂獻城投降，清兵占領了真定府的州縣。
在井陘縣的仙台山，有一處巨大的石灰岩溶洞，民間俗稱“劉秀洞”，相傳劉秀曾避難於這個洞中。在洞口北側岩壁上，鐫刻著“大明、大順、大清”三個王朝的名號。
在這窮鄉僻壤、深山幽洞裏，為什麼會留下這樣的刻石呢？
當時，戰敗逃亡的大順農民軍的逃兵、井陘縣大明王朝的臣民和後來入關征戰的清朝的官兵、吳三桂的殘兵，都先後來到這深山，都想把這段悲慘的經曆記下來，於是，就有了三股勢力留下的刻石。
1644年五月十二，吳三桂與清王朝的親王阿濟格率軍返回北京。順治皇帝於九月自盛京（今沈陽）遷都北京，十月初一即皇帝位。當年，定軍政經製，清政府在直隸設宣府、真定、薊州、通州、天津、山海關六鎮總兵官。
真定地理位置非常重要。清代著名輿地學家顧祖禹在《讀史方輿紀要》中稱：真定南臨滹水，背倚恒山。右抵太行，左接瀛海，表山帶河，壤接八郡。
“當燕趙之郊，雄於河朔”。不但掌控山西、陝西、河南等地，還是京城屏翰。京西四大名關——固關、居庸關、紫荊關、倒馬關，真定據其二。要掌控這一樞紐地帶，駐軍當為首要之事。因此，清初真定鎮的總兵是正二品，除鎮守真定府各軍事要地外，還轄製大名協營的軍事，一直管到邯鄲。
這正是：
明朝腐敗遭國殤，大順得勢便猖狂。
邊將一怒為紅顏，女真入關稱帝王。