孙传庭在潼关南原预设了三道埋伏来截击李自成。第一道埋伏被农民军冲杀得纷纷溃逃，只起了消耗农民军有生力量的作用。对于这种结果，富有作战经验的孙传庭是早就料到的。他认为，如今李自成是在他布好的口袋里边寻找生路，以必死决心向前冲，头一道埋伏的地形又不够险要，自然难以将李自成包围歼灭。作战的规律总是“一鼓作气，再而衰，三而竭”，他相信经过上午的一场大战，又加上继续行军，李自成的士气已经是“再而衰”了，所以他把更大的兵力摆在这第二道埋伏上，并亲自督战。至于第三道埋伏，他只配备了少数兵力，准备截击溃散的农民军。
他虽是文进士出身，但因生在尚武好斗的雁门关外，自幼习武，性喜谈兵，加上几年来统兵打仗，故而举止言谈都不带柔弱的文人习气。今天，这位四十六岁的巡抚身披铁甲，头戴铜盔，立马高冈观望。他的四方脸孔冷如铁块，带着自信、傲慢和威严难犯的神气，使左右不敢正视。眼看着闯王的前队走进埋伏，他的心又兴奋又紧张，同时从紧闭的嘴角流露出一丝若有若无的微笑。他几乎是屏息地望着面前不远的农民军，轻轻说：“刀来！”一个随从立刻把一柄大刀捧给他，他手横大刀，回头对一群将领说：
“数载经营，成功就在今天。你们必须生擒逆闯，上报朝廷，不可使一贼漏网！”
他的话刚完，只听一声炮响，几处伏兵齐起。孙传庭大吼一声，横刀跃马，冲下冈去，同时总兵马科按照预定计划，率领一支精兵直取闯王老营，企图将农民军截为两段。于是一场众寡悬殊、两年来未曾有过的大混战开始了。
曹变蛟听见北边杀声暴起，立刻督催诸军加速前进。左光先在右，贺人龙在左；骑兵在前，步兵随后；鼓声动地，喊杀连天；大小旗帜满山遍野，在惨淡的夕阳下随风招展。转眼之间，他们追上了李过和田见秀的断后部队，厮杀起来。
李自成派出贺金龙带一百骑兵去抢占左边的小山寨安顿老营之后，就带着高一功、李双喜、张鼐和中军营的全部将士投入战斗。他首先以不可抗拒的攻势向马科冲去，转眼之间把敌人的步兵冲得七零八落，跟着把马科的骑兵也冲得立脚不住，纷纷后退，使敌人企图截断老营，把农民军分别包围的计划成了泡影。
刘宗敏在混战中看见了孙传庭的大纛，就撇下面前的敌人，直向孙传庭冲去。但是离孙传庭还有一箭之地，他和他的几百名骑兵被抚标营层层地包围起来。孙传庭熟知刘宗敏在农民军中的地位，便下令一定要捉活的，以便献俘阙下。官兵的气焰正盛，得到这个命令，个个奋勇上前，大声叫着：“活捉刘宗敏！活捉刘宗敏！”听着这种叫声，刘宗敏越发恼火，战斗得越发勇猛，像一只狂怒的狮子，一面挥动双刀乱砍，一面大声吼叫。有一个敌将刚到他的面前，猛然听见他大吼一声，马匹惊得一跳，还没有来得及招架，就被刘宗敏劈倒马下。宗敏的双手和袖子上染满鲜血，马蹄也早已被死伤者的鲜血溅污。但是孙传庭的人马众多，而且训练有素。他杀到东边，东边的敌人纷纷后退，但阵容毫不混乱，同时西边的敌人像潮水似的涌来。当他回马去砍杀西边的敌人时，东边的敌人又杀了回来。他身上负了几处轻伤，手下的兵将只剩下两百多，其中一部分也负了伤。
黄昏的灰色烟流混合着马蹄践起的黄色尘埃笼罩着丘陵起伏的高原。有一段时间，战斗得那么紧张，竟然听不见有谁呐喊，只听见武器碰武器的铿锵声、受伤者的低而短促的呼叫声、杂乱奔跑的马蹄声和脚步声。忽然，刘宗敏听见一个熟悉的声音在叫他投降，他抬头一望，透过浓重的暮霭，发现叛徒大天王立马在前面十几丈远的小土丘上。刘宗敏大吼一声，胡须直竖起来，眼瞪得差不多眼眶迸裂，而他的菊花青战马同时纵身腾跃，冲向前去。围在前边的官兵猛一惊骇，人马纷纷向两旁闪开。他驰上土丘时，大天王已经逃走。官兵又像潮水似的把土丘层层包围起来，但是官兵已经有点畏怯，不敢再猛烈进攻。刘宗敏也让自己的人马略作休息，等机会杀出重围。这一片战场，突然在紧张中沉寂下来。
偏将马世耀和****紧随在宗敏左右。这两个勇猛的小伙子也都负了轻伤，但是他们正像俗话说的，已经“杀起了性子”，对这种沉寂的局面反而感到不耐。看出来官兵的劲头儿已经衰了，马世耀望着宗敏的脸孔，小声咕哝说：
“冲出去吧？”
刘宗敏没有做声，好像没听到他的说话。****向宗敏的脸上瞟了一眼，接着小声请求说：
“冲吧，我在前边！”
刘宗敏仍然没有做声。凭着从几个地方传过来的喊杀声，他判断出闯王和刘芳亮等几支人马都在继续同官兵混战，杀得很起劲，因此他觉得他以二百多人把孙传庭的一千多精兵吸引在这个地方对闯王很有好处。他相信等天黑后杀出重围并不困难，除非孙传庭再增加新的人马。他也曾经向最坏的结局想过。他想，即使孙传庭增加了生力军，使他同二百多亲兵爱将杀不出去，也没有什么，最要紧的是能够使闯王突围出去，保住“闯”字大旗不倒。
这时，许多地方都在进行着惨烈战斗，喊杀声震天动地。刘宗敏向周围四处瞭望，望不见孙传庭的大纛，心中问道：“莫非他去围攻闯王么？”他忽然改变主意，向左右看了一眼，将右手中的宝刀一挥，说：
“随我来！”
孙传庭本来打算先将刘宗敏的一股人马歼灭，但围攻很久，竟难如愿。这时，他看见李自成杀败了马科和几员大将，正在战场上纵横驰骋。于是他留下部分人马继续围攻刘宗敏，亲率手下精锐将士和洪承畴派来的两千名生力军去包围闯王。
从混战发生以后，农民军虽然勇猛，但由于人马过少，地形不利，加上人饥马乏，损伤十分严重，很快地被分割成许多部分，各自迎敌，不能相顾。李自成起初还能掌握主动，寻找对象，分别杀退敌人。到后来主动权渐渐失去，只得设法把部队向东边的小山头上转移。当孙传庭亲自横刀跃马督率三千多名精兵杀到附近时，闯王身边只剩下不到五百名骑兵。
在这片比较开阔的平地上，孙传庭的人马采取半包围的形势稳步前进，两三百骑兵配置在两翼，步兵走在中间，孙传庭和几十名亲兵亲将骑着披有铁甲的蒙古战马走在步兵前边。旌旗飘扬，战鼓动地，枪刀剑戟在夕阳的余辉中闪着寒光。李自成匆匆地对两个亲兵吩咐了几句话，他们飞马离开队伍，躲避着官军的拦截，向不同的方向驰去。
“闯王，怎么办？”小将张鼐大声问，脸皮绷得很紧，等待着闯王下令。
李自成没有做声，等待着敌人前进。在他同孙传庭之间有一条大路。在北方的黄土原野上常看见这样的大路：一年年被牛车轧，又被雨水冲刷，像一条干涸的沟，上边有七八尺宽，有的地方有一丈多宽。北方人把这样的路叫做大路沟。李自成知道这条大路沟对自己很有用处，但是它离自己的人马太近，不利于向前进攻。于是他叫将士们持弓引弓，分两批缓缓地后退二十几丈远，凭借一座土丘列成阵势。孙传庭攻到离大路几丈远处，看见农民军引弓待发，就把人马停住。他相信只要他的人马越过大路，李自成的盔甲不全的四五百骑兵决不是他的对手。为着争取不战而消灭自成，他对带在身边的大天王说：
“你同闯贼是表兄弟，从前你们之间的感情很不错，如今闯贼已成釜底游鱼，亡在顷刻。你到阵前去向他晓谕：只要他赶快投降，本抚院可以上奏朝廷，赦他一死。去！”
大天王明知道李自成一定不降，但不敢说出口来。他勒马奔至大路沟边上。为了故作镇静给孙传庭看，也为了做给李自成看，他没到大路边就脱掉头盔，向自成遥遥招手。
“自成表弟！自成表弟！”他大声喊叫。因为双方的鼓声暂时停止，所以人们听出来他的声音中带有掩饰不住的惶恐。
“这不是大天王小子么？”有人在闯王身边小声问。“闯王，我给他一箭吧？”
闯王回答说：“等一等，听他有什么话说。”
老兵王长顺咕哝说：“他这个淹死鬼，准是想勾别人下水。有话，让他娘的去酆都城说吧，咱不听！”
但闯王不下令，谁也不敢射出一箭。大天王又大声说：
“表弟，请你往前走一走，我同你说几句话！”
自成把镫子轻轻一磕，乌龙驹向前走了四五丈远。他不让别人跟随，只有张鼐和亲兵头目李强手持弓箭跟在背后。
“你有什么话要同我说？”自成大声问。
“自成！咱们是表兄弟，又是郎舅之亲，还都是高闯王提拔的爱将，好多年同患难，有恩无怨，如今我因你兵败至此，眼看着要全军覆没，特意来向你进言。老弟，你听听愚兄的忠言吧！”
“你是想劝降么？”
“是的！我是实心实意地为你着想，请你务必听从我的话……”
“我明白。你不用说了。要让我投降，请你们孙巡抚亲自说话。”
“好，好。我请抚台大人来说话。”
大天王回去一说，孙传庭认为大概李自成有意投降，便在一大群亲兵亲将的护卫下来到路边。把大刀横在马鞍上，他傲慢地向李自成看了一眼，大声问道：
“李自成，你愿意投降么？”
“孙巡抚，历年打仗，人民死亡流离，白骨如山，我心中十分不忍。近来鞑子入塞，包围北京，深入畿辅。我李自成听到这消息不由得怒发冲冠，恨不能率领手下将士与清兵决一死战，为国家吐一口气。听说皇上有诏，要你与洪总督率师勤王，倘蒙抚台大人不弃，我李自成愿随同东征。但请抚台大人许我四件……”
“哪四件？”
“第一件，官军让开一条路，使自成暂到灵宝或阌乡，整顿人马，召集旧部，先作东征准备。第二件，朝廷发给粮草饷械，不得歧视。第三件，自成所部人马听调不听编，更不得设计消灭。第四件……”
孙传庭勃然大怒，说：“尽是狗屁！外御夷狄，朝廷自有安排，何用尔流贼说话！本抚院体上天好生之德，赐尔等自新之路。倘仍执迷，死在顷刻！你还不赶快投降，更待何时？”
李自成冷笑一声，不再答话，勒转马头便走。孙传庭很担心闯王会从他的手中逃掉，赶快对麾下将士大叫说：
“有擒斩闯贼的赏银万两，官升三级！赶快追杀，不要使一贼漏网！”