吳三桂當然了解其中含義，這對他來說是一個極大的考驗。青年拜將的吳三桂從小就把後金——清軍作為不共戴天的敵人，自從鬆錦大戰後，吳三桂一次又一次地拒絕了清朝的招降，哪怕他明知乞求清朝是目前唯一的出路，但他還強撐麵子，以“平等”的態度對多爾袞強調：“如果清朝不同意按要求出兵，就請在關前決一死戰！”可實際上，他已經陷入絕境，根本沒有討價還價的資本。自甲申之變後，吳三桂失去了舊主，失去了愛妾，而選擇與農民軍決裂，又使他放棄了父母、家小的性命，連“孝子”都作不成了，現在這個世上他唯一珍惜的就是自己的生命。麵對關前李自成大軍的壓迫和多爾袞的威逼利誘，他已經別無選擇。於是，吳三桂作出了那個影響曆史進程的重要決定。他對多爾袞說：“好吧。我並非懦怯，實在是兵力不足。假如再給我萬名騎兵，還會懼怕‘闖賊’嗎？現在既然向您乞師，與您盟誓，那麼剃發也無所謂了！”說完，便與手下自行剃發，表示歸順。
多爾袞見狀大喜，當即設下儀仗，殺白馬、烏牛祭拜天地，與吳三桂歃血訂盟，斬衣折箭為誓，表示雙方恪守諾言，絕不反悔。多爾袞考慮到時間緊迫，關城中的吳兵來不及剃發，便與吳三桂相約，令吳軍兵士用白布係在肩上，作為記號，以免誤殺。從此處也可以看出，他之前要求吳三桂剃發隻是借口，實際上是脅迫其投降。
隨後，吳三桂率隨從將士返回關城，下令打開城門迎接清軍入關。很快，在攝政王多爾袞及英親王阿濟格、豫王多鐸帶領下，五萬八旗勁旅先後進入山海關城，其餘各部仍駐歡喜嶺待命。
按約定，吳三桂先率五萬遼兵出戰。此時李自成大軍已在石河西岸的紅瓦店一帶擺開陣勢。吳軍首先呐喊著飛馳過河殺向農民軍，李自成也揮師迎敵。此時天空忽然刮起了大風，飛沙走石，昏天黑地，雙方在狂風怒號的伴隨下，殺到一處。
吳三桂見到仇人，分外眼紅，手提大刀，身先士卒，率軍奮力衝殺，所向披靡。農民軍也毫不示弱，依仗優勢兵力對吳軍迎頭痛擊。 一時間“炮聲如雷，矢集如雨”，連營並進，前仆後繼，逐漸將吳軍包圍。
正當吳軍與農民軍戰得難解難分之時，多爾袞率領的五萬八旗勁旅突然從側翼殺來。
其實，進入關城後，多爾袞一直在城頭觀望，他並不想立即參戰，而是要借機觀察農民軍的虛實，更主要的是，他要利用吳軍打頭陣消耗農民軍的實力，使清軍以逸待勞。
不覺間，戰鬥已持續到中午，吳軍激戰半日，筋疲力盡，眼看支持不住了。多爾袞抓住戰機，突然下令出擊，蓄銳待戰的清軍數萬鐵騎迅速從吳軍側翼閃出，如“萬馬奔騰不可止”，疾風驟雨般向農民軍殺來。
當時農民軍也已鏖戰半日，與吳軍殺得兩敗俱傷。而清軍鐵騎則銳氣正旺，勇猛衝鋒，所向披靡。吳軍本已陷入困境，突然得到清軍增援，頓時振作起來，與清軍展開聯合作戰，戰場形勢迅即改變。
農民軍終於透過風沙彌漫的戰場看清了敵人的真麵目，頓時驚呼：“韃子兵（清兵）來了！”陣勢瞬間崩潰，一路丟弓卸甲，自相踐踏，死傷累累，陷入一片混亂，連大將劉宗敏都中箭負傷。李自成見大勢已去，帶領農民軍殘部向北京方向潰逃。吳、清聯軍窮追猛打，一直追出四十裏才收兵。
石河之戰，打得屍橫遍野，十分慘烈，僅農民軍方麵就死數萬人，吳軍也死傷大半。但這場血戰的結果卻改變了清朝以及李自成、吳三桂的各自命運，而中國的曆史進程亦隨之而改變。