基本上方圆十里之内都只能看到明军逃跑的身影，而见不到任何明军抵抗的影子，杀得尽兴的新顺王还鼓励顺军追击明军，途中吴俊振的军队在半道上遇见逃跑的主力明军，也跟着一起逃跑直到被流寇驱赶到南阳府裕州境内才缓过神来，听从孙督师的建议布置防御调头迎战顺军。
双方在裕州城外三里处展开大战，领头的顺军襄京卫左威武将军：高一功，传令顺军摆开阵型列了（五重阵），第一重阵排列的是饥民、第二重阵排列的是步兵、第三重阵排列是骑兵、第四重阵排列的是精锐骑兵、第五重则是顺军的家属亲军。
这五重大阵雄伟霸气的在明军阵前运转着，孙督师观看了一下敌军阵式说道“这流寇还是有点本事的吗？居然还能列出如此阵式！实在是令本督大开眼界啊！”旁边的将领们以为孙督师无计可施？就上前说道“督师大人，我等愿请命去迎战敌阵。”但孙督师早已运筹帷幄他点名让明潼关卫总兵、明陕西总兵、明榆林卫总兵这三位将领负责打头阵，一交战很快便破了他们的防御打败流寇队形杀得他们人仰马翻。
接着孙督师又点名让明援剿总兵带领（火车营）攻打第四重战阵，明固原卫总兵攻打第五重阵，但火车营刚刚架好战车就见到流寇变换阵型，以顺军重甲兵手持火铳朝这边射击，明军立刻持盾牌上前迎击准备砍杀他们，却不料到侧翼的流寇轻骑兵使用强弩射击，刺死一排架火线的明军！随即冲锋过来挥刀砍杀阵前的明军，危机时刻吴俊振连忙请求孙督师发大军抵挡流寇，也好让火车营有装弹拉线的时间否则这一排战车就是摆设。
此举被孙督师准许还派了明秦州卫总兵、明四川总兵二队上前阻击流寇骑兵，远处的吴俊振在观战时见到有手持3尺多长（白杆枪）的川军白杆兵配合着秦州卫马步骑明军一同杀了过去，顺军先是被白杆枪刺倒又被秦州卫马步骑砍死，流寇轻骑兵的优势在川军白杆兵面前丝毫表现不出半分优势。
一盏茶的功夫火车营准备就绪之后，明援剿总兵连忙拔出佩刀喊道“全军射击！”命令下达之后，火炮手们迅速点燃引线（嗖、嗖、嗖）的架火战车火箭飞快的射击出去炸得流寇们哭天喊地的，被火箭弹射击的流寇们死伤惨重不得不撤退，明军见到流寇败退就想去破阵但万万没想到？接下来新顺王居然派出了身穿重铁甲的顺军铁骑，这种骑兵从面部到马匹全副武装包括马腿都是用厚重的钢铁打造而成，一般的武器几乎穿透不了他们的盔甲。
正当这支重铁甲顺军缓慢冲杀过来时，火车营依旧继续射击着大片火花打过来，落在顺军铁骑身旁却像什么事也没有一样，格挡住了所有的火箭弹射击，为了不让流寇铁骑靠近火车营，川军白杆兵与秦州卫明军再次上前迎敌，这回白杆兵挥刺过去但敌军的战马纹丝不动！秦州卫明军下砍马腿结果马腿没砍下来佩刀却先断了，因此导致双方在第四重战阵时相持不下。
鏖战中明援剿总兵的火车营被流寇刀牌手手持盾牌突破阵前，明军火炮手被迫放弃装弹拉线，只能拔出佩刀与敌交战但流寇士兵人多，还使用车轮战术让明军招架不住率先溃败！吴俊振见状就劝说明潼关卫总兵前去帮助，一腔热血的明潼关卫总兵很爽快的答应了，可刚刚拔出刀就见到秦州卫明军骑兵也招架不住流寇攻势转身逃跑，导致战场形势瞬间发生巨变由双方互相厮杀而演变为一方追杀另一方！
面对明军精锐部队的逃跑，新顺王毫无忌惮的指挥道“众将听令全军出击，给孤不惜一切代价灭掉明军。”听到这话士气高涨的顺军们倾巢而出穷追不舍，后面的顺军火炮营配合着开炮轰炸明军，使得孙督师很无奈的带领大军狼狈逃跑，还被流寇大军连续追杀了一日一夜整整四百多里，直到过了黄河进入潼关备御千户所境内流寇才停止追击，此役明军战死8万4千人，损失兵器辎重数十万！把大明帝国西部仅有的〖一副家当〗损失殆尽，成为了待宰的羔羊，也使得顺军的战略问题迎刃而解，新顺王开始扩大战果考虑乘势夺取关中从而控制陕西承宣布政司。
10月初1日辰时天蒙蒙亮一队士气低落的明军扛着（三军司令旗），在孙督师的带领下这支残兵败将狼狈的过了潼关备御千户所往潼关卫方向走来，整个队伍里面将领们都是无精打采的样子，就连吴俊振也是沉默寡言的行走着，马维肚子有些饿了就从胸前拿出一块用纸包住的饼来充饥。