一六四四年四月二十一日，李自成大军抵达山海关外城，按高松所说，吴三桂等人将在这里迎接闯王，正式投降。
但李自成迎来的不是投降的吴三桂，而是吴三桂派来的炮队，大军刚一进入山海关城内外城二十里的五花城附近，就遭到几十门大炮齐轰，先头部队被炸死炸伤近百人。
李自成大怒，道：“匹夫安敢骗我！”命人擒拿六位特使，回答是这六人趁乱跑了，李过亲自追赶。这六人比较聪明，各自分头逃窜，最后抓住了五人，只李友松一人没有找到。李过无心再追，将高选五人擒于阵下，李自成怒道：“我相信你们，你们竟敢骗我？”高选道：“我们六人的家人全在吴将军之手，若不来骗你，全家人性命难保。”李自成下令，将这五人就地斩首。
李自成命人取过地图，按图中所示，攻破山海关首先要攻破的是山海关的外城西罗城，而此地又隔着一条大河，名为石河，石河西岸一片较大的空地，宜于正面进攻，亦是攻打山海关正面战场必经之路。沿着石河向北，另有一处关口名为一片石，此地布兵防守，可防止吴三桂军向北撤退，因为向南是大海，向东是辽东大清势力，吴三桂若逃，只能选这一处，守住此关，就是关门打狗之势了。
李自成当即部署，正面战场由他和刘宗敏带队，另一路战场由刚刚伤愈出征的唐通带队，两路部队同时出发，堵住吴三桂所有的退路。
一切部署完毕，当天中午，李自成大军前进十里，抵达石河西岸，一场总决战拉开了序幕。
石河古名渝水，发源于今秦皇岛市青龙满族自治县，由义院口关南出入海，流经山海关西侧，是进入山海关西罗城内的一道天然屏障。在山海关关城的右翼，石河冲击了一条鸿沟，由此或由侧面都可进入关城。石河自古以来就是害河，经常洪水泛滥，因此形成地势上的死角，历代兵家多以此为自然屏障。
“奔流一派北山隈，乱石交冲怒若雷。剩有湍澜从海去，更无舟楫渡人来。”
这首诗是明朝一个叫尚絅的人写的，诗中所写的这个“乱石交冲”“无人来渡”的地方，也就是石河。
石河河床沙石堆积，河水清澈且浅，褰裳可涉。它的下游自北面燕山山脉绵延至渤海约十余里，两岸地势开阔，是非常适合作战的战场，争夺石河就是争夺山海关关外大门的战斗，双方才都会投入了主要兵力。
李自成将军队驻扎在石河西岸，安营扎寨，将十几万大军分成几股，分别由刘宗敏、李过、田见秀等将领率领，自己则坐镇中军。
石河对岸，吴三桂的炮队一字排开。吴三桂驻守西罗城内，另有一万精兵及乡勇排营列阵，战场自石河东岸龙王庙至西岸谭家坡，一万人列营排阵，旌旗招展，屹然不动。
李自成指着前方道：“吴三桂很会用兵。他用的是一字长蛇阵，把一部分兵力放到城前，他带一部分人守在城中，若我军逼近，这前面一部分人会与我们以硬碰硬，一旦失利，马上回撤，城中守军会以炮火、箭矢阻我前进路程，我军若强攻，到得外城是一场血战，到得城下又是一场血战。古人常说，一鼓作气，再而衰，三而竭，我军即使强攻到城下，已经连遭两番打击，士气衰竭，死伤亦重。”
李过道：“那怎么办？我们等他们来攻，使个以逸待劳之术？”
李自成冷笑道：“雕虫小技，也能拦我？权将军、李过听令，领两军人马，渡过石河，向前方挺进。”
只听得刷刷声响，李过领骑兵营三千人列于阵前，李自成布阵：“选一万精兵分成五股。先派出两股集中火力攻他首尾两端，待战火开始后，后三股直捣中心，记住，五股部队之前要有敢死队，掩护后面炮队、箭手，特别是炮队，给我集中攻他们这长龙的两端，两端一乱，这一字长龙蛇就破了。只要一字长龙阵破了，马上运云梯、搭天车、抛石机上去，准备攻城。”
“众将听令！”只听得李过一声断喝，三千骑兵分成五股，向五个方向冲去，骑兵之后，另有一万步兵殿后，在这一万步兵中间，混杂着弓箭手、火炮手各营士兵，呐喊声中，冲越石河，向对岸冲去。
吴三桂在城头看见五股骑兵分别攻向五个方向，马蹄带起的烟尘，犹如飞来五条黄龙。吕鸣章道：“骑兵来了，我军是否开炮？”吴三桂道：“等等。他想用五行之术破我一字长蛇阵，且等他逼近再说。”
三千骑兵距吴三桂大军越来越近，已经接近炮火射程，吴三桂看时间差不多了，对部将道：“传我令下去，变阵。”
部将飞驰到前，举出五色旗一挥。一字长蛇突然从中间截断，分成两股，把中间全都空了出来，这两股分别占据两头，又截成两股，一共成为六股兵马，正好迎接这五路人马，一路对一路，又多出一路，只听得呀呀声响，几十尊大炮推了出来，原来这是炮兵营，占据中心位置，向各股军马开炮。
李自成看见吴三桂迅速变阵，道：“好！这人果然是个将才。变阵极快，应敌又准确，我分击首尾之术已被他破了。”
宋献策道：“那我们前去的
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