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。
此地遍布河床，沙石堆积，但河水清澈且浅，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，是非常适合于作战的主战场。也因此争夺石河就是争夺山海关关外大门，双方都投入了主要兵力，其重视程度可见一斑。
唐通的军马先走后，李自成又命轻骑率先到一片石与唐通汇合，力图联成一线，切断吴三桂与清军的联合。二十一日晨，李自成的军队已经拉开了阵脚，向山海关进迫。
吴三桂率全部应战，乡勇协助列营排阵，战场自石河东岸龙王庙至西岸谭家坡，两军鳞次排列，对峙片刻，各自发令强攻，众将士闻得号令，轰然一声奋力冲杀，进入鏖战状态。
吴军先杀数十余人，但大顺军马上反击，双方以硬破硬，伤亡惨重。吴三桂的军队及以吕鸣章为首的山海关八大乡绅组成的民团作为主力，正面迎击。乡绅首脑吕鸣章还亲自驰骑入阵，督民饷士。战斗由早晨一直打到正午，众将士未有倦态反而战事愈加激烈，在大顺军的猛攻下，吴军阵营西北角渐渐不支，最后西北防线被突破。数千名大顺军骑兵飞奔至关城的西罗城北侧，在迅猛攻势下，城马上就要被攻破了，守御此处的吴军投降，大顺军正要进城时，突然从北坡鱼贯而下另一支军队，偷袭农民军，城上守兵倒戈反击，大顺军损失惨重，不得不退后。
李自成又命大顺军军攻打山海关北翼城，此处防守较为薄弱，但守将却极为凶悍，大顺军几番强攻，死伤惨重，但敌人居高临下，不能攻破。李自成知道此关一破，山海关就开了一个口子，于是下令猛攻，至次日晨，大顺军凭着一股狠劲，竟然直扑城下，云梯驾上，已经有人开始强行登城，在这危急关头，吴三桂拔兵支援，又将爬上城的大批农民军击落至城下。
在这次战斗中，山海关当地的乡绅发挥了极大的作用，乡绅马维熙、刘克礼、吕鸣章等十人率乡勇“总理”和“协理”东、西罗城，东罗城敌军攻势极猛，但这些乡绅居然顶住了这巨大的攻击，激战一天直至夜晚，东西罗城，竟然全都保住了。
夜晚，大顺军攻势未减，吴三桂不得不将所有兵力撤回关城。城里城外，两军以炮相攻，隆隆炮声，久久不绝，而地上尸骨累积，双方损失，都非常的大。
李自成这时也知道遇上了平生的劲敌，一个月前他由大同出发，攻下北京，一路势如破攻，但如今遭遇关宁铁骑，才发现明军这最后一支残存的力量确实非同小可。
山海关城内，吴三桂比李自成还要着急，今天的战斗，大顺军士气高涨，勇不可当，说明李自成统军治人果然深有一套，此人之能力也确实是自己生平罕见。关键的是，今天这一仗之后，吴军元气大伤，如此打下去，还能挺得几天实在是难说之极。
在这个时候，吴三桂得到的消息是，清军已经在距山海关几十里处扎营，但是却没有派兵前来支援的消息传来。他命人去清军营中请命，敦请多尔衮早日入关，多尔衮对来使颇有礼遇之态，但是并未有准确答复。吴三桂无奈，一晚上，竟然派去了八批人马前去游说。就在十几天前，吴三桂还把山海关视为命根子，但不过数天时间，他盼清军进关已经盼得眼睛都蓝了。
多尔衮原本对吴三桂借兵之事尚有几分疑惑，不过，到了今天傍晚，他的防备之心已经全部没有了。因为今天早上，他与大顺军已经有了一次小小的交锋，这次战斗是在一片石发生的。
石河大战（2）
与石河一样，一片石也是攻打山海关外城的咽喉要道。一片石又叫九门口关，位于今天河北省秦皇岛市抚宁县的九门口村，它坐落在两山对峙的九江河床上，河床上上面筑有九门长城，由铸铁榫铆连接巨石而成，在城关之上，还有一座很罕见的子母台造型的点将台。此地是长城重要关口之一，同样也是通往山海关的一道天然屏障。所以李自成才命唐通带人去那里，目的是为了截断吴三桂的后路。
在一片石，遭遇上多尔衮的是那个倒霉的唐通，他的军队与多尔衮手下大将图赖相遇，被杀得大败，唐通本人都被擒获了。这次战斗，与关内石河那一战比起来，打得无声无息，赢得无惊无险，可能李自成都不知道呢。不过，多尔衮也知道，清军既然已经开始动手了，当然不能再像以前那样静观其变了，他现在需要的是一个大乱的情势，大乱，才可以乱中取胜，一战而得天下。
至下半夜，多尔衮突然命所有兵士全线挺进，黎明时，军队到达到离山海关只有四五里的欢喜岭。
欢喜岭，又叫凄惶岭，位于山海关以东四、五里之地。据《临榆县志》记载，此地以往是出征或戍人离关必经之地，因离家乡而至塞外，故而心情“凄惶”，但到达此地的人还会有另一种与之皆然相反的情绪，那就是当地的戍人由塞外返归故乡时，同样会经过此处，登上此岭，眼望山海关近在眼前，又会有举足到家的“欢喜”。此岭有两个不同的名字和含义，但内在的东西是一样的，都反映戍人痛苦而又复杂的情绪。
多尔衮来到欢喜岭上，此时他的情绪也同样复杂两极的，一面是胜利在望的欢喜，另一面，则是对未来难以把握的迷惘。不过他明白，无论是什么样的结局，天平都会倾斜在他这一面的。
在这个已经将要大获全胜的时刻，多尔衮依然保持了一贯的冷静，临决战的时刻在空间和时间上都已经近在咫尺，但他仍然表示出一种年轻人极难出现的沉稳。他并不相信任何人，无论是吴三桂还是李自成，他命令部队驻扎欢喜岭，依然屯兵不进。在欢喜岭上，有一座威远台，原是山海关前的瞭望哨所，相传是吴三桂父子所铸，多尔衮此时登上此台，向远处望去，但见炮火隆隆，杀声震天，虽然相隔有一段距离，但仍然可预知此战的惨烈。多尔衮下令：“高张旗帜，休息士卒。”（《明季北略》）。“让他们自相残杀，我稳住不动，渔利所获最多。”这是多尔衮在此时的想法。
这时是一###四年四月二十二日的早晨，这个早晨，多尔衮的继续按兵不动，终于让吴三桂输掉了最后一张底牌。没等到中午，吴三桂的使者到了。
在很多年以后，当年的使者之一余一元写下如此的诗句：
清晨王师至，驻旌威远台。平西（三桂）召我辈，出见勿迟回。冯吕暨曹程，偕余五骑来。相随谒摄政，部伍无喧豗。范（文程）公致来意，万姓莫疑猜。煌煌十数语，王言实大哉。语毕复赐茶，还辔向城隈。（《临榆县志》）
今人看来，此诗文法欠通，辞采欠缺，也没有什么艺术感染力，但是却真实的记录了当时的情况。由此诗中我们可以得知，吴三桂已经急得火烧了眉毛，而他派去的余一元、冯祥聘、吕鸣章、曹时敏、程邱古等五位山海关士绅代表此去得到了多尔衮的隆重接待，并由军中诸葛范文程先后向他们讲明了清军的意图，要吴三桂尽可将心放在肚子里，只要投降，马上出兵。因为时间紧迫，所以大家言语不多，但就这十数语中，双方最重要的一次会晤取得了决定性的成效，双方的合作，或者说招降，已成定局，不会更改。
这次空前成功的会晤，使得多尔衮打消了先前的所有疑惑，他将五人送回，并派出了自己的特使——范文程去拜见吴三桂，对于吴三桂来说，范文程的到来是一个空前的规格。这可能是两人生平第一次相见，范文程的智谋即使在明朝军中，也是家喻户晓的人物，他是汉人，但对付汉人的手段空前绝后，杀袁崇焕，招降洪承畴、祖大寿，帮皇太极统一皇权，为多尔衮认清方向，都起了决定性的作用，此人智计无双，已经天下公认。这一次他要对付的，是英雄无敌的吴三桂。
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石河大战（3）
在明朝的军事重镇山海关，当今天下最有智慧的文臣，和最勇敢的军人进行了历史性的会晤，他们说了什么，如今已无可考，想像力丰富的文学家们，自然可以编出很多精彩的桥段。不过，此时仍然身患重病的范文程，肯定是再次成功地完成了使命，他走后，吴三桂当即做出了这个决定，马上拜谒多尔衮。
多尔衮得知这个消息，他说：“天上尽我掌中矣！”他亲自挑选了一个陪同人员，这个人对吴三桂来说，太有意义了，他是吴的老师兼老上级，洪承畴。
欢喜岭上，大明帝国的英雄吴三桂面对簇拥而来的多尔衮，低下了曾经高贵的头。不知道多尔衮此时是什么样的心情，但见到吴三桂后心里还是欣喜之情多于一切的。故兄亡前多次对此人赞誉有加，今日一见，虽然他形容憔悴，但刚勇顽强之态尽现于表。大清得此人，何事不成！
尽管内心狂喜，但多尔衮依然表现出胜利者的倨傲之态，他很不客气的直接问了一句：“你来这里有何用意？”
面对精悍勇武、久闻大名的满清第一勇士多尔衮，吴三桂面无惧色，他果断的回答：“借大兵一用，诛杀那天杀的贼子李自成！”
多尔衮怒喝一声：“当真？”
洪承畴见形势紧迫，急忙插了一句话：“三桂是为了报君父之仇，岂得不真！”
接着，吴三桂慷慨而言，谈出自己蒙受的家国之辱，“情词恳切”、“声与泪俱下”，力请进兵。到这个时候，多尔衮也知道事情该挑明了，他说：“你们愿为故主复仇，大义可嘉，我自当领兵前来成全这一美事。先帝（崇祯）时事，在今日不必说，也不忍心说。但昔为敌国，今为一家。我兵进关，若动人一株草、一颗粒，定以军法处死。你们可以通告大小官员百姓，勿须惊慌。”（《临榆县志》）
至此，这场铺垫结束，双方开始进入正题。此时，吴三桂依然没有流露出臣服的姿态，他仍然带来了他自认为能全身而退的条件，“毋伤百姓，毋犯陵寝。访东宫及二王所在，立之南京，黄河为界，通南北好。”（《谀闻续笔》）他的态度很明白，一旦迎来二王，击退李闯，便划疆而治，明室与满清共分天下，效当年南宋与金的旧事。
这是吴三桂最后的底线。后人多以此次会晤后，认定吴三桂已经成为汉奸，其实不然，在这里，吴三桂提出了几个条件，其中最重要的一条是寻找到崇祯的太子，在南京重建大明政权；然后是以黄河为界，以北归清，以南归大明，两国通好，互不侵犯；这两个条件，依然有复辟的性质，并非完全的出卖主权，说吴三桂卖国，这个说法今天看来很难成立，当此情势，国已不国，其实这个国吴三桂卖与不卖，都不再重要。而这两个条件，基本还是有利于明王朝残余势力的，吴三桂此时用的是“曲线救国”的手段，降清之意，尚未明显。但维护自己道德底线的用意，却再明显不过。
对于这三个条件，多尔衮完全明白吴三桂的真实用意。从两人一打交道起，多尔衮这个大政治家就已经将吴三桂这个军事强人的内心世界看得一清二楚了，他痛快的答应了吴的要求，当然，是否能够兑现，他自己早已经心里有数了。
此时，多尔衮给吴三桂的感觉是，他对于以黄河为界，黄河之北即分给清朝，即所谓的“裂土”是非常满意的。他当然不会知道，人的欲望是水涨船高的，此时的多尔衮在胜利的大好局势面前已经想得更远了。
此事谈得很顺利，多尔衮开始进入下一轮谈判环节，他提出，吴三桂的关宁铁骑与大顺军装束甲仗相似，无法辨认，恐致误伤，要吴三桂命令其将士剃发以相区别，并要按照满族习俗，订立正式盟誓。
这个要求在此时提出来，明白无误地说明了多尔衮的野心。他要的不是一支供他资助的明军，而一支从此后归他调遣的清军。
对多尔衮之意，吴三桂当然明白，他稍有迟疑，多尔衮立刻威胁说：此时你军与李自成军队正打在关键时刻，此事兹事体大，不可犹豫，盼今日就给个答案才好。
石河大战（4）
吴三桂已经没有选择余地，他接受了这个条件，言明并非自己懦怯，只因兵少的缘故，若能借万名骑兵，“盟誓、剃发无恨！”
一###四年的历史演到这里终于接近尾声，吴三桂的这个举动，已经表明了他除了投降再没有别的出路了。明朝最后一个英雄降了，一个从小长在马背上，听着抗清英雄的传说长大起来的英雄终于降了，吴三桂是最后一个降清的前明重要将领，至此，大明帝国彻底走到了尽头，而随着吴三桂的投降，大清帝国的路则刚刚开始。
吴三桂做�