公元1643年（清崇德八年，明崇祯十六年），清太宗皇太极驾崩，清世祖福临继位，由于福临年幼，由多尔衮和济尔哈朗辅政。多尔衮洞悉明朝连年与农民军交战，已呈土崩瓦解之势，认为入主中原时机已到。公元1644年（清顺治元年，明崇祯十七年）正月，多尔衮以清帝名义致书大顺军，提出协谋同力并取中原的策略，李自成未予理会。 四月初九，多尔衮以奉命大将军统率满、蒙、汉八旗军十余万人，离盛京（今沈阳）西进。十一日，至辽河，闻李自成大顺军于三月十九攻取京师（今北京），明朝已亡，遂采纳明降将洪承畴建议，决意率兵经密云（今属北京）、蓟州（今天津蓟县）一带南下，直趋北京。清由攻明转为与李自成争夺全国的统治权。
吴三桂率兵四万原驻守宁远（今辽宁兴城），阻止清军径入山海关。在大顺军直逼京畿时，吴三桂奉命率兵进关入卫京师，行抵丰润（今属河北），闻京师已破，崇祯帝朱由检自缢，遂折返山海关。李自成乃令明降将唐通领兵八千赴山海关招降。吴三桂反复思虑后决意归顺，率军离山海关进京，行至永平（今卢龙）西沙河驿时，遇从北京逃出的家人，得知父吴襄在京遭农民军拷掠，爱妾陈圆圆被夺占，于是顿改初衷，打着为崇祯帝复仇旗号，拒降李自成，还师山海关，袭击唐通部。
清军进至山海关外15里处一线集结。山海关北依角山，南傍渤海， 城高墙坚， 外筑罗城、翼城互为犄角，易守难攻。守军除吴三桂部外，还有山海关总兵高第部一万、乡勇约三万人。李自成抵关当日，向吴三桂发出逼降通牒，遭拒绝后，一面令唐通、白广恩部近二万人从一片石（今辽宁绥中九门口）出边立营，断吴三桂退路，一面以主力六万分别对西罗、北翼和东罗城猛攻。吴三桂以主力列阵于西罗城石河以西一线，阻止大顺军攻关。双方激战于西罗城附近，守军为摆脱困境，诈降诱大顺军数千人抵近城垣，在城上突发火炮。大顺军死伤甚众，被迫后撤。
在北翼城，大顺军利用居高临下地形，猛攻城垣，激战至翌日黎明，迫守军一部投降。但因其他各城未下，大顺军未能进据罗城。二十一日夜，唐通部在一片石被清军击败，余众退入关内。经一日激战，多尔衮已知大顺军虚实，遂采用以逸待劳、后发制人的慎战之策，欲待大顺军与吴三桂部连战疲惫时，突出奇兵，一举取胜。
大顺军因攻坚一昼夜未能夺关，乃改取野战，自角山至渤海投入全部兵力，布一字长蛇阵，成决战架势。多尔衮以吴三桂部为右翼迎战，重兵则鳞次列阵于渤海滨大顺军阵尾薄弱处，待机出击，并告诫各部不得急进。大顺军不明清军意图，仍按原计划向吴三桂军紧逼，令旗左右挥动，来回冲杀。吴三桂因有清军压阵，顽强抵御。多尔衮见势，急令阿济格、多铎各率2万精骑，乘风势、挥白旗，对阵直冲大顺军。万马奔腾，飞矢如蝗，大风渐止，疲惫的大顺军见清军骤至，猝不及防，阵脚渐乱，伤亡惨重。未尾申时初（15点后），李自成的大顺军溃败，刘宗敏中箭伤，大顺军死者数万。
李自成大顺军对清军入关助战毫无准备，同时缺乏对清军骑兵作战的经验，终为清军所乘，精锐遭受重创，未能再起。清军乘势占领北京，取得全国政权。
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