当白杆兵陷入重围难以自拔的时候，大凌河城南门外三里远的一个小土坡，从平整的土地上突然掀起了一个大口子，这里竟然有一个地道！从里面钻出来了几名大汉，左右打量后，向地道内的人打了个手势，随后从地道里前前后后出来了几百名精壮汉子，都穿着土黄色的衣服，匍匐着向不远处后金军的高墙摸去，同时，大凌河城内的二万军兵从南门杀出，随身都携带着一个装满了土的包裹，前锋还推着架子车，呼啦啦倒进了后金辛辛苦苦挖出来的深壕里，士兵们把装土的包裹丢进深壕，不一会功夫就填出了可供数十人通过的小路来，监视大凌河城的汉八旗兵马本就是残兵败将，前方打的吃紧时又被调走了五千人，四条壕沟围城，每隔上百米才安排有一个哨兵，大部队都缩在高墙后，为什么？因为明军城里有火炮啊，火铳啊，抽冷子就打上一发，哨兵平时都是趴在壕沟里的防炮洞，也就随便在沟里面挖了个洞，谁敢露头啊。露一下就有可能见了阎王。而且白天晚上看着还能不打个盹啥的，所以一开始大凌河城内的反击开始的时候，汉八旗的孩子们有点蒙，反应迟钝了，这给后面一连串的事情都带来了不利的影响。
孙德功得到报告的时候，明军主力已经连过三条壕沟了，最后一条壕沟后金军这边聚集了二千多汉八旗的兵马，孙德功带着高墙驻守部队三千人都过来了，就留了不多的哨兵在高墙上，汗王和明军援军的主力在西面大战，这城内的明军猛攻南面，只要堵住他们几个时辰，等汗王收拾了明军远道而来的援军，还怕这瓮中之鳖的祖大寿跑哪去？孙德功吆喝着手下的将领，：“都给我拿出拼命的力气来，前方传来消息，明军的援兵快不行了，祖大寿这是要跑，咱们只要堵住了他们南逃的口子，等汗王大军回转，不多，二个时辰，就能把这些明军杀个精光，现在咱们离城墙有三条壕沟快二里半地了，他们城上的火炮够不着咱们，给我呈密集队形，堵死他们，你们都是大功一件，要是堵不住，那汗王就要取了我的脑袋，我在这之前一定会先要你们的脑袋。给我顶住啊。”汉八旗的兵在将官们的威逼利诱下，盾牌兵在前，近战兵在中，弓箭手在后，摆出了一个偃月阵，人挨人，枪挨枪，挤得那叫一个结实。
第四条壕沟前，祖大寿看着前面就隔着一条沟猬集的汉八旗兵，轻蔑的一笑，：“来啊，给这帮王八犊子亮个相，咱们留着那十门火神炮一炮未发就是为了今天，让他们知道知道原来火炮还能跟着人走，大炮轰开了地阵叫弟兄们把剩下的土包都给填了沟，声势弄得越大越好。”
孙德功目瞪口呆的看到对面祖大寿军中推出了十门带轮子的小铜炮，脑门上黄豆大的汗珠一颗一颗往下掉，快传令叫队伍散开，别挤在一起当了活靶子！孙德功大喊。
传令兵急忙跑向阵前，说时迟那时快，火神炮原就是装填好了的，主要瞄了射界就可以施放，只见传令兵挥手向前高喊，快-散-开！轰轰轰轰，十门火神炮也同时发射，慌得挤做一团的汉八旗哪个方向跑的都有，可是刚刚整好的紧密阵型哪有那么容易换，这么短的距离，火炮用的是散弹，一炮一大片，前面的士兵一下子就整个糊了后面士兵一头一脸的浆糊，红的白的，有的站的靠后的士兵手里突然就多了半条血里糊拉的胳臂，吓得嗷的一声就撒丫子跑了，这下可没人再愿意原地坚守了，就隔着一条沟，再宽不过十米之内，自己过不去，人家炮隔着百十米就能轰过来啊，弓箭又够不着人家。一群人大喊着你不要过来啊，那炮弹就不来了？不是蒙太奇。没了拦路狗，祖大寿的人马借此良机，把装满土的包裹还有顺手能抓到的一切东西都给填到壕沟里去了，上万只手不一会就填出了七八条可以过炮队的路来，祖大寿趁机就带着人马冲过了最后一条壕沟，追着孙德功的尾巴撵着打。
孙德功见大势已去，也只好领着亲信逃向高墙，妄图借着高墙做垂死挣扎，好不容易到了高墙之下，这高墙修的跟城墙差不多，也有城门，孙德功的人就叫门，可是叫了十几声，愣是没人答应，孙德功感觉不对，突然墙上扔下来几具尸首来，上前一看，正是守墙的哨兵，高墙上呼啦一下立起了十来面明军辽东前锋总兵祖字大旗。数百大汉突然站起身来大喊，“祖将军神兵天降，孙贼头还不早降！”孙得功眼前一黑，昏死过去。祖大寿率兵马追到墙下，孙德功的人死的死，逃的逃，剩下的见势不妙，跪地请降。
祖大寿派一千人把俘虏关押起来，连着昏倒在地的孙德功一并关押，并接管了高墙之后，率剩下的一万八千名精兵直扑皇太极在西门外的大营而去。
另外在大凌河城西门外十里处的战场之上，袁崇焕带着后军九千辽东老兵冲击皇太极的中军却被正黄旗的精骑打了个反冲锋，损兵过半，皇太极调动了大营留守的剩余蒙八旗支援后，围住了袁崇焕的最后一只兵马，虽然身边不过只剩七百白甲亲兵，但是看着战局已经尽在掌握，心中也像放下了千斤巨石一般，亲兵首领鳌拜持巨刀守在身前，皇太极欣慰的看了看这员虎将，正欲安抚两句，却听到后方有人大呼：营破了！皇太极猛然转身，却看到自己的大营正冒起黑烟，一些看守大营的蒙八旗兵士正争先恐后的从营里向这边策马奔逃，从硝烟后面冲出来的竟然是打着辽东前锋总兵祖字大旗的明军！是祖大寿！他是飞出来的吗？四道壕沟一面高墙，孙德功虽然人手被调走了一半，但是五千头猪也要抓上半天吧，怎么连个消息都没有送出来？
皇太极脑子飞转的时候，鳌拜大喊一声：保护汗王！就领着亲兵簇拥着自己要后退，皇太极大喝一声：“不能撤，前方数万兵马混战，我一撤，敌方顺势两面夹攻，咱们的人还能活几个？”复对鳌拜说道：“平日里亏你自夸力敌熊虎，今日里却不敢杀敌，有这样的巴图鲁吗？”鳌拜脸一红，持刀大呼：“留二百人保护汗王，其余的女真男儿跟我上！”五百白甲亲兵轰然转身，策马迎着大营火光里冲出来的祖大寿军兵杀了上去。
皇太极才对手下传令兵说：“速去告知豪格，代善，及诸位旗主，立刻脱离战斗，撤出战场，在大凌河城以东三十里处汇合。”便命人召回了正在督促蒙八旗围攻袁崇焕步兵的正黄旗的兵马，狠心抛下蒙八旗的八千人顶在前头不管了，直接往镶黄旗那边策应豪格撤兵。
德日愣正围着袁崇焕的后营老兵射箭射的不亦乐乎的时候，却见正黄旗兵马默不作声的从身后绕行而去，心中正在纳闷的时候，从大营里逃出来的蒙八旗亲信告诉了他大营已经陷落，皇太极统兵先撤，让自己顶缸的噩耗。
眼看着红蓝黄三色骑兵都在不约而同的后撤，脱离战斗。德日愣才明白过来，可是关宁铁骑咬死了蒙八旗一部，那可是自己的小舅子那尔哈领着不少自己的族人，决定不管这眼前的步兵了，领兵去救自己的族人才是重要的。
袁崇焕见到眼前的敌人忽然撤围，又看到后金大营火起，杀声震天，那还不知道这是祖大寿里应外合，随即站在高车上拔剑激励诸军将士：“将士们，祖总兵攻破了后金的大营，皇太极要跑，报国雪耻就在今天，冲上去，活捉皇太极！”血战半日的明军见胜利的曙光已经来临，士气大振，看着后金军逃跑的样子身体里又生出一股力量，升官发财的时候到了，有仇的报仇有怨的抱怨啊，压着老子打了半天，死了那么多袍泽弟兄，现在该还债了！杀啊！冲啊！明军立即展开了大反攻。
皇太极及时撤走了两黄旗，代善也带着两红旗主力溜走了，阿敏的镶蓝旗太过深入白杆兵大阵，莽古尔泰率兵救援被明军主力围着狠打了一通，各自损失了上千主力，挣扎着逃出了战场。蒙八旗的德日愣为了从关宁军手里救出自己的族人，被赵率教射了一箭，正中眉心，当场阵亡，蒙八旗大部溃散，战死者过四千人，汉八旗被四面围攻，全军覆没，连首领孙德功都被祖大寿生擒。
这是一场大胜，虽然明军也付出了上万的伤亡，但是这是自萨尔浒以来，明军第一次在野战中，兵力相当的情况之下，击败了后金所有主力的胜利，成为了明金之战重大的转折点。