吴三桂作为八大镇将之一，应召率领部队参加援锦解围，这八员大将之中，仅白广恩、马科、吴三桂敢战。论战斗力，也以吴三桂的辽东兵最为强悍善战。他率兵二万，按自己独特的治军办法进行组织，从中选出精锐骑兵一千，以五十骑为一队，共分二十队，每队设一个领骑官，计二十名。
他把这二十名领骑官姓名分别书写在二十支竹签上，插在自己的靴筒上，遇到紧急情况，便信手从靴筒中取出一支签，呼叫某领骑官，该领骑官即统领本骑队，跟随他冲突决阵，无往不利。吴三桂统率这支训练有素的军队，称得上明兵中一支精锐的部队，难怪统帅洪承畴认定吴三桂与白广恩、马科三员勇将可独当一面，其余五将只有合力，不宜单独采取军事行动。
洪承畴挥师进到松山与杏山之间，除唐通，其余七镇总兵各率领部分路移军到松山城附近的东西石门，皆照分定营次，分别旗色，摆开阵势，在离松山南数里的地方，自南向北布列车、步、火器营，以骑兵组成两翼；在西石门，吴三桂部队居左翼之首，按顺序，以下是王廷臣与杨国柱的部队；在东石门，曹变蛟部队居右翼之首，以下则是白广恩、马科部队。而王朴部队居两翼之间，与右翼相连接。
围锦州的清步兵已经部署在锦州与松山之间的乳峰山上，占据着有利的地势，而在东西石门屯聚精骑约两万兵，各埋伏于周围待战，战略意图是伏击前头增援的明兵。明清双方在乳峰山上山下，东西石门处，展开了一场激战。
明七镇各挑选精锐步兵，携弓箭、枪炮，分别从山下东西两翼向山上的清兵发起进攻，山上的清军居高下击。明兵心甚壮，冒着如雨点般的矢石奋勇登山进击，抢占近台高处，放炮张旗帜，大批明兵勇气倍增，喊声震天，拼命冲锋，被围在锦州城内的明兵听到枪炮与呐喊声，知道援兵已到，祖大寿即挥军出城南门外，摆列营阵，与援兵遥相呼应，形成了内外夹击清兵的态势。
当明兵抢上山与清步兵搏战时，山下埋伏的清骑兵先自西石门冲出七八千，居左翼的吴三桂等率领部队迎战，鼓锐当先，直冲十多次，兵气强劲，阵斩清骑兵十人，挫败了清骑兵的攻击。它原想要以精锐骑兵将明兵阵势冲垮，不料明军马步官兵拒战甚猛，因而没有得势。在东石门，有明军的炮兵营，居东山险要处轰击，有力地配合了步兵的进攻。
清兵攻击不成，便用牛车推运红衣大炮三十门，从东西两面向明兵轰击，明兵炮营不甘示弱，奋力与清兵对射。战斗持续到傍晚，清兵被迫退却，清方承认此次战斗失利。
这是松山决战前的一次接触战，明七镇出动兵员约六万人，清骑兵二万，加上乳峰山上的步兵，总共约三万多人，但双方实际上投入的兵力并不多，故伤亡还不算严重。在阵上斩杀清兵首级只有二十人，还生擒一人，明军伤亡颇重，阵亡七百三十八人，不同程度的轻重伤员七百九十三人，被击毙的马骡达六百五十七匹。
明兵处于进攻一方，又是在山下从下仰攻，最难着力，同时还受清炮火攻击，他的伤亡肯定要大于清兵。战斗结束后，洪承畴将有功人员向朝廷呈报，他把吴三桂列为首功。
松山东西石门之战，明兵以较大的代价获取小胜，并没有达到解锦州之围的目的，洪承畴意识到恶战还在后头。主帅洪承畴决心如此的大，可是他所信赖的吴三桂竟在即将爆发的决战中当了逃兵。
洪承畴原本主张持久之策，即且战且守，稳扎稳打，拖住清兵，使清军欲战不能，粮饷不继，逼它自困，然后明兵再一鼓而击败。但是主管军事的兵部尚书陈新甲，以旷日持久，靡费粮饷为由，力主速战速决，竟责备他出关用师一年多，费粮饷数十万，而锦围未解，内地又困，怎能对得起皇上的信赖与朝中文武重望呢？
不仅如此，他还极力说服崇祯皇帝支持他的战略，令洪承畴即刻进兵；同时他又分任马绍愉、张若麒为兵部职方主事、职方郎中，出关筹划军事，督促洪承畴与清兵决战。洪承畴无奈，被迫放弃自己的方略，进兵松山城，统领八镇大军倾注于松山孤危之地。
洪承畴乘着明兵锐气，连连发动进攻，宣府总兵杨国柱战死，以山西总兵李辅明代替。这些进攻虽然未能奏凯，已经给清军造成重大压力，并使它在小规模的战斗中失利。战场形势的发展，一场空前规模的大战迫在眉睫。
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