东升堡城内，杜度接到牛庄被围、水闸被轰破的急报时，正焦躁地等待盛京的援军。得知明军主力齐聚牛庄，他心中既恐惧又犹豫——皇太极的旨意是固守东升堡，但牛庄若失，东升堡便成孤悬之地，迟早会被明军攻破。
关键是大金八旗兵不善于守城，这时候是不是放弃城池，骑兵步兵转进到旷野上，寻机与明军交战更为稳妥？
“将军，牛庄是辽南屏障，若牛庄失守，我等必死无疑！不如率军驰援，或许能与阿济格贝勒内外夹击，击退明军！”一名将领劝道。
杜度咬牙跺脚，最终下定决心：“传我将令，率一千精锐，即刻驰援牛庄！若能击退明军，便是大功一件；若失败，便退守海城，与阿巴泰、博洛汇合！”
一千建奴骑兵迅速集结，放弃了笨重的步兵装备，仅携带弓箭、马刀和少量火铳，沿着东升堡至牛庄的小路疾驰而去。杜度深知明军骑兵火器营的厉害，特意选择了一条偏僻的山道，试图避开吴三桂的警戒部队。
但他万万没想到，明军的热气球早已将他的动向尽收眼底。牛庄外围的吴三桂接到热气球传来的情报——杜度率一千骑兵从东升堡出发，正向牛庄驰援，预计午时抵达牛庄以东五里处的落马坡。
“来得正好！”吴三桂眼中闪过一丝厉色，立刻召集将领议事，“杜度想趁我军攻城之际偷袭，我们便在落马坡设伏，给他一个迎头痛击！”
落马坡两侧是陡峭的山林，中间是一条狭窄的通道，正是伏击的绝佳地点。吴三桂将三千骑兵分成三路：一路由他亲自率领，埋伏在通道北侧山林；一路由副将率领，埋伏在南侧山林；最后一路则埋伏在通道出口，截断建奴的退路。同时，他下令士兵们携带燧发枪马铳，准备在近距离发起突袭。
午时将至，杜度率领的建奴骑兵果然进入了落马坡通道。士兵们经过一路急行军，早已疲惫不堪，队伍散乱，毫无防备。杜度坐在马上，警惕地观察着两侧山林，却因枝叶茂密，未能发现埋伏的明军。
“开火！”当建奴骑兵全部进入伏击圈后，吴三桂一声令下，两侧山林中的明军骑兵同时发起进攻。燧发枪马铳齐射，子弹呼啸着射向建奴队伍，前排的建奴士兵纷纷中弹落马，惨叫声此起彼伏。
“有埋伏！快列阵抵抗！”杜度大惊失色，高声喊道。但通道狭窄，建奴骑兵根本无法展开阵型，只能挤在中间，成为明军的活靶子。
吴三桂率领骑兵从北侧山林冲出，马刀挥舞，如入无人之境。明军骑兵凭借着马铳的优势，近距离射杀建奴士兵，随后拔刀劈砍，配合默契。建奴士兵在混乱中奋力抵抗，但根本无法抵挡明军的攻势，纷纷向后逃窜。
“拦住他们！”通道出口的明军骑兵立刻发起冲锋，将建奴的退路彻底截断。建奴士兵腹背受敌，更加混乱，自相践踏者不计其数。
杜度挥舞着马刀，试图组织士兵突围，但明军的攻势太过猛烈。一名明军骑兵手持马铳，对准杜度扣动扳机，子弹擦着他的胳膊飞过，留下一道深深的血痕。杜度吓得魂飞魄散，再也无心抵抗，只想尽快逃离。
“将军，快突围！再不走就来不及了！”几名亲兵护着杜度，拼死杀出一条血路，向东升堡方向逃窜。剩余的建奴士兵失去指挥，更加溃散，要么被明军斩杀，要么跪地投降。
半个时辰后，伏击战结束。明军以伤亡不足两百人的代价，歼灭建奴数百余人，俘虏一百余人，杜度仅率数百残部逃回东升堡。吴三桂看着战场上的尸体和俘虏，脸上露出了得意的笑容——这场伏击战不仅挫败了杜度的驰援计划，更让东升堡的建奴元气大伤，再也无力支援其他据点。
他立刻派人向崇祯禀报战况，同时下令骑兵部队休整片刻，随后返回牛庄外围，继续警戒，防止海城的博洛出兵支援。而此时的牛庄城内，巷战已进入白热化阶段，曹变蛟的火铳营正与阿济格的残部展开逐街逐屋的争夺。