二十一日晚，李自成得知了清軍的到來。他晝夜環攻山海關城，就是為了搶在清軍前麵消滅吳三桂軍。由於已知清軍入關參戰，農民軍便在關內石河以西列陣，“北至山，南至海”，排成一字長蛇陣。吳三桂率軍先出迎戰，和碩英親王阿濟格率萬騎入北水門，和碩豫親王多鐸率萬騎入南水門，為吳三桂軍左右翼，多爾袞親率主力部隊從關中門進，並即赴石河以西。這時，吳三桂已揮兵上陣，與農民軍交手。這已是雙方第二次交兵了，盡管在前一天的戰鬥中，雙方各有死傷，但誰都知道這一次戰鬥將決定雙方的生死存亡，勝敗在此一舉，所以雙方都投入了全部精銳，希望在戰鬥中獲勝。
戰場上大風狂吹，塵土飛揚，遮天蓋地，幾乎對麵不見人，根本談不上整整齊齊地列陣交手。有些滿族將領急躁起來，想乘勢殺過去，但被多爾袞製止了。多爾袞對諸王及大臣們說：“你們千萬不要輕進，農民軍力量很強，不是輕易打得敗的。大家應各自努力，這一仗打勝了，大業就成了。”
然後他把八旗主力部隊麵向大海，分層排開，主要針對農民軍的陣尾；而令吳三桂軍作為右翼之末，即最西端，實際上就是讓他作為前鋒，與列陣於石河以西的農民軍首先交戰，自己銜住農民軍長蛇陣的陣尾，使其無法合圍自如，這正是多爾袞戰術的高明之處。由於風卷黃沙，對麵不見人，所以吳三桂軍出其不意地出現在農民軍陣前。
李自成在廟岡上觀戰，見此情形，急令農民軍包圍吳三桂軍。霎時間，擊鼓之聲，呐喊之聲傳到百裏之外。在農民軍層層包圍之下，吳三桂率軍左衝右突，拚命死戰，但農民軍在數量上勝於吳三桂軍，戰鬥力亦很強，因此步步緊逼，前仆後繼。吳三桂軍被圍在核心，向左突圍，便有農民軍號旗向左指，使軍隊向左迎擊；吳三桂軍向右衝擊，號旗便向右揮，農民軍又向右堵截，使吳三桂軍恰如甕中之鱉，幾無脫身之路，“陣數十交，圍開複合”。
“炮聲如雷，矢急如雨”。雙方苦戰了大半日，直至下午時分，吳三桂軍開始支持不住了。就在吳三桂精疲力竭，精神處於崩潰之際，多爾袞抓住時機，突令清軍出擊。於是，清軍三吹號角，呐喊三聲，以騎兵數萬從吳三桂軍右側突入，“萬馬奔騰不可止”。農民軍不畏強敵，仍然奮勇拚殺，劉宗敏勇冠三軍，但亦中箭負傷。由於農民軍已與吳三桂軍相持了大半日，傷亡者較多，而且實力耗費甚大，因此無法抵擋一直作壁上觀、養精蓄銳的清軍。
況且清軍此次南來，出動人馬將近二十萬，加上吳三桂的“關寧五萬眾”，數量上明顯占有優勢。盡管農民軍戰鬥力很強，但其對手清軍和關遼邊兵也都是久經戰陣，裝備上相差不多，這就決定了農民軍在這場戰鬥中難免失敗的噩運。在這種情況下，李自成當即下令撤退，清軍則乘勝追擊，一直追出20千米開外，獲得了許多駝馬和綢幣。
山海關之戰意義重大，因為它為清王朝入主中原，實現努爾哈赤乃至皇太極的積年夙願奠定了基礎。就在1644年，中國迎來了曆史上最後一個封建王朝——清朝。
兵家看點
山海關確實是軍事上的戰略要塞，明代蔣一葵在《長安客話》中說：“山海關外控遼陽，內護畿輔，防扼海泊倭番，驗放高麗女真進貢諸夷，蓋東北重鎮。譬人之身，京師則腹心也，薊鎮則肩背也，遼陽則臂指也，山海關則節竅卻之最緊要者也。”因此，明朝統治者對其防務十分重視，關城東北，墩台守望，鱗次櫛比；柳柵沙溝，縱橫路旁。特別是關城修得十分堅固，呈四方形，且四門之上皆有城樓。透過箭窗，北望長城，蜿蜒曲折，十分雄偉；東觀大海，可見巨浪“搖落千層花噴雪，怒號萬裏勢奔雷”，極為壯觀。所以，後人稱其為“兩京鎖鑰無雙地，萬裏長城第一關”。
4.天下九塞，雁門為首——雁門關
巍巍恒山，沿代縣北境逶迤綿延。蜿蜒於山巔的長城，猶如玉帶連珠，將雁門山、饅頭山、草垛山連成一體。它北依雁北高原，南屏忻定盆地。著名的雁門關就建築在峻拔的雁門山脊之上。
晉北雄關
雁門關，居“天下九塞”之首（《呂氏春秋》）。它雄踞雁門山之上。雁門山群峰挺拔、地勢險要。自建雁門關後，更有“一夫當關，萬夫莫開”之勢，它“外壯大同之藩衛，內固太原之鎖鑰，根抵三關，咽喉全晉
”。相傳每年春來，南雁北飛，口銜蘆葉，飛到雁門盤旋半晌，直到葉落方可過關。故有“雁門山者，雁飛出其間”的說法（《山海經》）。雁門關依山傍險，高踞雁門山上，東西兩翼，山巒起伏。山脊長城，其勢蜿蜒。東走平型關、紫荊關、