所幸的是，顺军人多，一名弓箭手被满洲兵射死，又一名弓箭手爬上望楼车，向城头射箭，压制城头的练勇。
终于，有一批顺军士兵登上了城头，跳进了女墙内，砍翻了城头的练勇，就在他们试图在城头站稳脚跟的时候，一批彪悍的满洲八旗兵向他们杀了过来。
登上城头的顺军抵挡不住，大部分被杀死在城头，只有少数人狼狈跳下城头逃离，把好容易占住的城头阵位又拱手让给了清军。
李自成下令猛攻，不惜一切代价，都要夺回西安，夺回他们失去的粮草。一旦大顺能夺回西安，那么城内的两万满蒙八旗兵就将成为瓮中之鳖。
可是正当李自成下令猛攻西安城墙的时候，从西安城的北面，突然杀出了一支清军，前面的都是清一色头戴避雷针头盔，身穿棉甲，手持鸟铳和斑鸠铳的八旗兵，后面跟着成群结队的绿营兵。
这些从北面杀出来的八旗兵，正是八旗汉军乌镇哈超兵，是一支纯火器化的八旗汉军。清军先是用后面的大炮朝着顺军阵型一阵猛烈轰击，紧接着八旗汉军火器兵带着绿营兵冲了上来，战场上硝烟弥漫，炮声铳声轰鸣，完全没有防备的顺军被打了过措手不及，死伤惨重。
“大王，建奴增援到了，至少有二十万人啊！”一名顺军夜不收回来向李自成禀报。
十五万顺军，连只有两万八旗兵和五万练勇驻守的西安城都无法拿下，更何况又来了二十万清军主力部队？但是李自成还是不甘心放弃西安，决定拼死一搏。
结果，李自成的这个决定，导致了顺军的惨败，
于是顺军以老营骑兵为前锋，后面跟着大批步兵，并调转炮口，朝着八旗汉军和绿营兵的阵型发起了猛烈炮击，炮击过后，骑兵冲了出去，大有一举击溃清军的架势。
可是老营骑兵的三堵墙的战术，在八旗汉军凶猛的火器火力面前被打得停滞不前，接着大批绿营兵发起了猛烈进攻，顺军步兵抵挡不住，很快就败退了下来。
祸不单行的是，城内的八旗兵也趁势杀出城来，就连练勇也在阿济格和豪格的指挥下，杀出了西安城，向顺军发起了猛烈的反攻。
遭到内外夹击的顺军损失惨重，李自成这五年多来好容易才恢复的元气，在这一仗中又给损失得差不多了。损失惨重的大顺军从西安城下败退，几乎所有的大炮和辎重车辆全部丢失殆尽，十五万大顺军被二十多万清军一路追杀，被杀了三万多人，投降和被俘的有八万多人。
李自成的十五万大军惨败，只剩下两万老营兵和两万步兵逃回了潼关。
清军尾随杀了过来，险峻的潼关，在进入火器时代后已经l落后了，城墙高大，但是厚度不够的潼关城墙，在清军的大炮面前不堪一击。
李自成只好再次放弃了潼关，带着残兵败将一路逃回函谷关。
可谓是清军尾随杀来，函谷关的后面并无棱堡拱卫，清军从后面攻击要容易得多了。
李自成无奈之下，只好下令放弃了函谷关，顺军放弃了山西南部、陕西和河南西部，朝着湖北方向撤退。