求皇帝陛下出战，当即就被批准，还赐予他为（援剿副总兵）与明神策卫左参将：董大胜，一起带领部分京军南下救援。
这边后金蒙古联军知道正面硬钢明军车营，定会损失惨重，因此不敢出击，而是采取了派遣轻骑绕到车后方作战方式。
最终导致战车营转动不灵活，很快就让后金蒙古轻骑兵冲散阵营，右翼五旗后金蒙古联军一拥而上，明大同右卫副总兵：申甫，只能以7千人死守柳林镇、大井关、芦沟桥一线，终因寡不敌众，全军覆灭！
接着后金蒙古联军继续北上，行至距离定边卫二十里外，就见有明军营帐，此地乃是北上勤王的保定府大宁都指挥使司军队。
于是后金蒙古联军左翼五旗兵进攻，趁着明军不备迅速将其冲垮击退，在确认了周边勤王明军与自己保持距离时，后金天聪汗：爱新觉罗·皇太极，才下令安营扎寨于西南隅。
并派遣后金三等副将：伊尔根觉罗·阿山、后金镶黄旗游击将军：伊尔根觉罗·涂鲁什，前去视察环城附近的明军。
结果两人侦查之后汇报道“女真语：我等执人讯之，供称内城永定门南二里外，驻有明天下兵马大元帅兼武经略：满桂、明山海卫总兵：黑云龙、明蓟州总镇总兵：麻登云、明招练总兵：孙祖寿，四位主将领共计马步骑兵4万人，结栅木、四面排列火铳火炮进行防守。”
得知消息后，后金天聪汗并没有第一时间下令进攻，而是采取慢慢围上去的攻势。
到了12月17日，明军也发现了敌人的动静，便共同防守凉水河一线，其中明招练总兵看出来后金蒙古联军的攻势，认为我军不必与东虏建奴以及北虏胡骑野战，只需死守阵地以火器攻之就行。
此方法对于游牧民族向来有效，还提出了等勤王大军一到四面合围的御敌方略时，却让身为武经略的满大元帅来说非常丢脸，因为他本身就是以勇猛出击为主的，一味地坚守阵地，不敢出击迎战，实在不是他的做法。
因此不能虚心采纳良策，也导致孙总兵非常失望，只好与满经略各自守住大阵的一角。
随后在激战中，冲锋的后金蒙古联军发现明军阵营中，只有满经略率领的明军敢于主动出击挑战后金蒙古骑兵，而其余三支明军皆以防守反击为主。
于是后金天聪汗就下令军队主要进攻满经略麾下明军，打算以他为突破口冲击其余三阵明军，结果后金蒙古联军先出步骑，再故意兵败后撤，只留下后金蒙古步兵给满经略的明军收割人头。
立功心切又无所畏惧的满经略也没多想，就带领宣大明军冲锋在前，但是后面的明军却看出来东虏建奴的诡计，正要提醒之时，后金蒙古联军就以长矛兵配合骑兵列队突击而来。
不一会儿就把满经略给围住，后方的明军见状，只能连忙摇旗呐喊请求支援。
要说这关键时刻还是明招练总兵，带头第一个杀入重围前去解救满经略，其余三支明军分别各自为战，负责打掩护，明军依旧士气不减，倒是让进攻的后金蒙古联军吃了大亏。
但后金天聪汗很快就做了决定，打算擒贼先擒王，下令撤回其余两支进攻的后金蒙古联军，改为集中精锐围攻满经略以及救援的孙总兵，只留少数士兵来拖住其余两位总兵而已。
毕竟只要明军主帅被灭，其余勤王明军士气必然低落，到时候定会出现树倒猢狲散的姿态。
因此集中主力之后，更是让满经略这边的压力增大，而由于之前冲锋仅带骑兵入场，步兵以及火器兵皆扔在后方，被后金蒙古联军冲击着，所以满经略身边的防御很快就招架不住了。
而杀入重围的孙总兵也遭受到了后金蒙古联军的猛攻，最终弹尽粮绝明军火器施展不开，被逐一击破，明招练总兵：孙祖寿、明天下兵马大元帅兼武经略：满桂，先后中箭阵亡！
一起殉国的还有；副总兵、左右参将、游击将军三十余人，以及千总、把总，等小将无数。
待灭了明军主力部队后，又调转兵峰直扑另外两队明军，经过两轮冲击后，明军防御体系大乱，又加之主帅阵亡，不少将领心生退意，故此后金天聪汗趁机下令一拥而上，生擒了明山海卫总兵：黑云龙、明蓟州总镇总兵：麻登云，以及参将一人。
其余明军再发铳炮如雨雪，而突击的后金蒙古联军死伤甚少，也让明军最后的士气涣散纷纷撤离。
12月18日，后金蒙古联军们再清点战场时，缴获了马匹六千头，在按照勇猛有功者，先发给八大臣、以及众总兵及副将各一匹。