老孙一听就怒了，自己这才刚出师，说话就不好使了是吧？这不给你点颜色看看，这仗还怎么打？于是马上亲自跑到老陈军中，请出尚方剑，宣布撸了老陈的总兵官职，降为副将，又命令老陈老老实实率军跟随自己作战，立功赎罪。
老陈总算不敢再提回去的事儿了，但自己奋勇血战才得来的总兵官职就这么被老孙撸了，这口气无论如何是咽不下去的。仗还没开打，将帅之间已经生了芥蒂。
八月十六日，孙传庭大军前锋进抵洛阳。出乎意料的是，明军只碰到小队的闯军游骑袭扰，而且稍一接触就撤走了，明军轻松拿下了洛阳。孙传庭一看旗开得胜，非常高兴，马上给崇祯报捷。
其实，这正是李自成有意的部署。
当时，河南经过多年灾荒和战乱，早已是赤地千里了，大军行动，粮草只能靠后方运来。李自成的大本营在襄阳，孙传庭的大本营在西安，如果李自成集中兵力在洛阳一带阻击孙传庭，则后方的运粮距离会很长，后勤压力会比老孙大得多。反过来，如果李自成放老孙一路前进，则老孙的运粮距离会越变越长，后勤压力会越来越大。因此，李自成事先下令，从潼关一直到郏县的沿途城池基本都处于不设防状态，城墙推倒，居民疏散，粮食运走，只留少数游骑侦察骚扰，正因为如此，孙传庭才能轻松“收复”洛阳。
拿下洛阳之后下一步怎么走，老孙一时也有点举棋不定。他也很清楚，如果大军继续前进，运粮距离就会变长。他的谋士也建议他，不如先以洛阳为前进基地，修筑城墙，招揽流民，开荒种粮，等站稳脚跟后再继续谋划下一步行动。老孙也知道这个建议很中肯，但他有他的顾虑——自己这次出师，朝中多少人在盯着？如果自己稍有畏缩不前或者敷衍塞责，弹劾的奏章肯定要堆满崇祯的案头。现在光收复一个空城洛阳，这肯定是交不了差的。思虑再三，孙传庭决定还是继续进军，同时以督师的权力下令陕西、山西、河南各省官府加紧往前线运送粮草。
九月初八，明军进抵汝州，汝州守将李养纯见明军势大，于是率众投降。投降就投降吧，这个二五仔还给孙传庭主动供出了李自成大军的虚实。据李养纯交待，李自成率主力数日前已经从襄阳出发，经南阳府北来迎战明军。为了安全考虑和作战方便，李自成将家属和辎重组成的老营放在了唐县（今河南唐河）。而从豫西各州县撤下来的官员，则都暂时集结在宝丰县城内。
孙传庭马上做出部署，派遣五千轻骑从外方山的山间小道穿过外方山，绕到闯军主力背后奇袭唐县，自己则亲率大军攻击宝丰。九月初九，宝丰被攻破，老孙下令把俘虏的二百八十多名“伪官”连同城内居民数千人全部斩杀。
奇袭唐县的这一路明军则在九月初十攻破鲁山县，接着进入外方山内，从山间小道疾驰而进，九月十一日突破鲁阳关，进入了南阳盆地。九月十二日深夜，明军突然到达唐县城下，守城的闯军力量有限，而且完全没想到明军会从天而降，一点准备都没有，很快就被攻破了城池。明军破城之后，将城内的闯军家属数千人，不分老幼，全部杀死。然后将闯军囤积在唐县的粮食放了一把火全给烧了。等到李自成听说了消息，赶紧派了援军赶到唐县时，明军早已撤走，留给闯军的只有满地的尸体和尚未熄灭的灰烬了。
宝丰、唐县接连被屠，粮草被焚，让李自成极为震怒。九月十四日，他率领闯军主力十四万人马进抵郏县，咬牙切齿地要来找孙传庭报仇。
双方一交战，孙传庭的“火车”就发挥出了很大的作用。明军以火车首尾相连，结成了一道营垒，当闯军发起冲击时，明军依托“火车”猛烈射击，打得闯军尸横遍野。闯军大将谢君友在冲阵时也被明军打下马来，当场活捉后斩首祭了旗。李自成见接战不利，只得率军东撤到襄城，构筑营垒，准备转入防御。
孙传庭虽然连连获胜，但情况却不容乐观。此时已进入深秋时节，豫西一带阴雨连绵，道路泥泞不堪，粮草转运十分困难。靠“火车”自带的那点儿粮食，根本支撑不了几天，所以到了这时候，明军粮食基本都吃光了。众将纷纷叫苦，要求回师陕西，或者至少先回到洛阳，这样好歹运粮路线能短一点，先让弟兄们吃饱饭再说啊！
老孙何尝不想回师？但一来目前连连获胜，势头不错，此时回师，就算是前功尽弃了，二来呢，撤退永远是最难的军事行动，如果明军此时后撤，万一被李自成趁机衔尾追击，就明军那个军纪水平，大概率又是一场大败。想来想去，只有硬着头皮继续打下去。
于是老孙给大家来了个“望梅止渴”，说闯贼在郏县扔下了不少粮食，咱们去拿下郏县，自然就有饭吃了。结果等到饿得两眼发红的明军拿下郏县之后才发现，这破县城早都成了空城了，啥都没有，只找到李自成扔下的二百多匹受伤的马匹，立马就给各营抢了个精光，全部吃下肚去。但明军有十万人，这点儿马肉根本不够他们造的。
其实，此时李自成也陷入了困境。因为唐县老营被端，粮草被焚，后方征粮也不容易，一时也补充不上来，因此吃饭也很困难。加上接战不利，不断有闯军士兵偷偷逃亡，闯军的士气也面临着崩盘的危险。
双方都在苦熬，都在赌对方先撑不住。
九月十八日，李自成终于下了“重注”，豪赌了一把——他命头号大将刘宗敏率一万骑兵，从嵩山小道疾驰而进，于九月十九日突然攻占明军后方粮草运输的中转站——白沙镇。
这意味着，明军的粮道彻底断了！
老孙一听到这消息，马上就意识到：闯贼这特么是抄了我的作业啊！这下，不回师就得全军饿死，不想回也得回了。
九月二十日，孙传庭召开会议，会上决定自己亲率陕西军队回师白沙镇，打通粮道，命陈永福率河南兵殿后，防闯军衔尾追击。
九月二十一日一大早，陕西军队开始拔营西撤，只留下三万河南兵留在郏县以东防守。看着老陕们纷纷撤走，河南兵不干了——粮食不给俺们留，送死却让俺们上，好掩护你们这些龟孙往回跑。咋？俺河南人就恁好欺负？老子们不干了！
于是乎，河南兵发生了骚动，不少人跟着陕西兵也往西跑。逃跑这玩意儿就像一个瘟疫，很快就会传染所有的人。很快，陈永福的军中就已经混乱不堪了，部下纷纷开始跑路。老陈一开始还想控制一下军纪，但是连斩了几个人都镇不住场面。眼看大势已去，再想到自己被老孙撸了总兵的事儿，老陈索性心一横，手一摊，去他妈的吧！老子不管了！我也跑！
就这样，三万河南兵一天之内就跑了个精光，营垒一下子空了。
李自成很快得到斥候报告，知道明军已开始撤退，他苦苦等待的战机终于到来了！他马上下令全军出击，衔尾追击明军。
九月二十二日天刚亮的时候，闯军先锋骑兵已经追上了明军后队的河南兵。河南人们眼看闯军杀来了，吓得拼命往前跑，这一下又把前面的陕西兵队形冲得大乱。负责指挥“火车营”的白广恩一看这架势，自己的人马推着“火车”，本来走得就慢，现在又被这帮河南人冲乱了队形，这要是闯军追上来非得扑街不可。于是赶紧下令把“火车”全部堆积到大路中央，挡住河南兵的去路，拿河南人当垫背的掩护自己跑路。
白广恩的举动让明军彻底陷入了混乱之中，已完全无法组织起抵抗了。闯军轻骑飞马跃过“火车”，一路追杀明军。而跟在后面的闯军步兵则用大木棒把“火车”推开，然后像抓羊一样追击漫山遍野逃跑的明军，一旦追上去，照着脑袋就是一棒子，连脑壳带头盔一起打个粉碎。明军被杀得尸横遍野，死者高达四万多人，盔甲、兵器、旗帜、马匹全成了闯军的战利品。
老孙看到全军崩溃，已无计可施了，只好带着两千多人的标营一路狂奔逃走。因为闯军追得太急，老孙连潼关都不敢去了，而是直接渡过黄河，跑到了山西垣曲县，绕了一大圈才跑回了潼关。高杰、白广恩、牛成虎、郑嘉栋四个总兵官，也都扔下各自的部队，只带少数亲兵玩命跑回了潼关。
这场明朝与李自成的大决战，最终以明军的惨败而告终，崇祯就此输掉了自己的最后一副家当。
自此，大明朝的国祚正式进入了倒计时……