失利会给全军的士气造成打击。他直接下令让八旗铁骑对着明军发动冲击，一定要撕开明军的阵线。
负责冲阵的重骑兵都身着厚甲，对明军的火铳有一定的防御能力。然而明军的长矛兵列成一个阵型，刺猬般的尖刺让八旗重骑兵找不到地方下嘴。重骑兵只能通过高速的移动来寻找车营中薄弱的突破口。
皇帝对这场战争的行进很焦虑，虽说火炮占优，但依旧对满洲兵的杀伤力有限。他和孙传庭在中军车驾上作了一番讨论，决定下令车营整体往前行进。
八旗前锋的确神勇，他们是天命汗的敢死队，一边冲锋，一边歇斯底里高声尖叫，那样子仿佛是恶魔附体。冲到车营一定距离外就开始放箭，还真是射杀了不少明兵。
车营中的老兵在此刻发挥了作用，大声喊喝，让新兵仔细列阵不要害怕。车营没有溃散，明军的弓箭手、火铳手也展开反击。
此时的战场，已是火光冲天，只听得刀枪碰击声、喊爹骂娘声、战马嘶鸣声、负痛喊叫声等等，嘈嘈杂杂此起彼伏。
努尔哈赤对京军的实力判断严重失误，他以前认为辽军能打，京军就是承平日久、兵不习战的绣花枕头，今日初次大战，明军的战术配合熟练度超过他的想象。
但天命汗已然打到了如此地步，八旗子弟没有收获，是不能往后退的。努尔哈赤看到车营的前进，决定要派皇太极领一万骑兵，从靠近山脉的道路中，往东边走，准备绕到明军的后方。
八旗正面大军进攻明军阵营，为皇太极迂回争取时间。朱由校派一部分车营向皇太极率领的骑兵进行射击。
然而皇太极的一马当先，带着八旗轻骑兵在枪林弹雨中冲锋，离明军的后方非常近了。
明军也有自己的预备队，朱由校见后路要被抄，他迅速派卢象升率领八千骑兵出击皇太极。
卢象升作战前就放了狠话，他对着士卒说道：“刀必见血,人必带伤,马必喘汗,违者斩。”随后，这位文武双全的年轻将领，策马向敌军狂奔而出。
双方的砍杀声震动天际，跟随卢象升拦截敌军的骑士们都是拼命杀敌，其战争画面极为惨烈：
一位明军士卒将长枪深深刺入一个鞑子的胸膛，鲜血直喷到他的脸上，模糊了眼睛，而鞑子在最后一刻扑了上去，用匕首划断了明军士卒的喉咙，他们几乎同时死亡。
一位八旗兵被四名明军士卒团团围住，刀枪在生死搏杀中发出铿锵声响，鞑子一刀下去，一个明兵的胳膊从肩膀处断落，露出森森白骨，而鞑子的身体也很快被其他三名明兵肢解。血的喷洒，肉的痉挛，让脚下的青草都难受地卧倒。
一位明兵与一名鞑子徒手搏斗，明兵死死揪住鞑子的辫子，而另一只手将他的匕首插进了鞑子的胸膛。鞑子倒在地上的时候，眼里仍射出冷冷的凶光。
在过去的七年里，京营士卒用刀和剑、用热血和意志将自己从一个朴实的农民变成一位强悍的勇士。
战争，有时与其说是军事实力的较量，毋宁说是主帅心理的较量。皇太极没有认输，卢象升也没有认输，激战还在继续。
就在此时，朱由校亲自带了一支预备队上前来为卢象升助阵。他的长枪上下翻动，如同蛟龙舞动，扫落一片鞑子骑士。皇太极此时正在与卢象升交手，根本没注意到大明的皇帝也冲入战局。此时明兵士气大涨，皇太极最终选择了撤退。
皇太极拨转马头，向西逃去。走出不远，就听到一声惨叫，原来为皇太极撤退争取时间的部将已被卢象升击杀，头颅在空中划出一道弧线，就掉到地上滚动了一会儿才静静地停下来。
在皇太极的身后，是明兵震天动地的喊声：“活捉皇太极！”
“活捉皇太极！”
听到这话，皇太极头也不回地往西逃去，好不容易回到了天命汗身边。
土木堡起了狂风，太阳挂在灰蒙蒙的山头，明兵和鞑子的尸体横七竖八地堆满了平原，血水溅洒在草地上，弥漫着浓烈的腥味。皇帝踩着血浆和泥泞，走过一具具尸体，不时地蹲下拂去明军将士脸上的血泥，合上他们的双眼。
最后后金与大明都往后撤一步，分别安营扎寨休息，孙传庭向皇帝报告说是死伤八千余人。