此時，還在古北口關城外列陣等候的蒙古主力大軍也發現了正在靠近的明軍援兵，立即開始變換陣型，迎著前來支援的明軍開了過去。
這支前來支援的明軍正是奉鎮國公劉雲威前來守關的陝西總督孫傳庭、臨洮總兵官曹文昭所部大軍。二人日夜兼程朝著古北口趕來，由於大軍將士是以步卒將士為主，雖然盡全力趕路可還是比蒙古鐵騎大軍慢了一分，沒有在蒙古鐵騎之前進關守城。
陝西總督孫傳庭麾下共有三萬名將士，其中鐵騎五千人；而臨洮總兵官曹文昭麾下共有兩萬名將士，其中三千鐵騎將士全部集中在參將曹變蛟手中。
此時，孫傳庭和曹文昭率領大軍將士結陣趕來，以孫傳庭麾下的秦軍將士為前驅，三萬將士組成了三個巨大的萬人方陣在前，曹文昭率領兩萬將士組成了兩個萬人方陣在後，秦軍之中的五千鐵騎護住了大軍的左翼，曹變蛟率領麾下三千名鐵騎將士護住了大軍的右翼。
如此，明軍大陣一直開到了距離八萬蒙古主力大軍三里處才停了下來，開始整隊備戰。
孫傳庭和曹文昭紛紛下令，將軍中的拒馬、大車全部推到了大軍陣前，用來阻擋蒙古鐵騎的衝鋒；然後，就是將軍中攜帶的三十門各式火炮架在了陣前，秦軍中的火銃手和弓箭手也被集結了起來，準備用密集的火力遏制住蒙古鐵騎的衝鋒勢頭。
一切都部署完畢之後，曹文昭便策馬來到了秦軍陣中，臉色不善的對孫傳庭說道：“孫督，此戰可是不好打啊！古北口關前最起碼也有十萬蒙古鐵騎啊！”
孫傳庭此時也是神情嚴峻，眼神緊緊盯著遠處正在調撥兵力的蒙古鐵騎大軍。
“戰吧！雖然蒙古人兵力佔優，又佔有鐵騎優勢，但是咱們麾下的兒郎也不是泥捏的！出發之前鎮國公不是支援了咱們二十輛神機炮車嗎？現在都拉出來，咱們爭取一戰重創韃虜，也好趁機進關！”
曹文昭重重的點了點頭，朝著孫傳庭行了一禮，便翻身上馬返回了後方的本陣。
同時，孫傳庭也下令將二十輛神機炮車推上陣前，準備阻擊蒙古人即將發起的攻勢。
沒過多久，與孫傳庭、曹文昭所部對陣的蒙古大軍便完成了部署，八萬鐵騎分成了三路，左、右各部署了一萬鐵騎，剩下的六萬鐵騎全部集結在了明軍大陣的當面。
孫傳庭望著氣勢洶洶的蒙古大軍，不由倒吸了一口冷氣，心中暗道：“看來韃子是準備一戰定勝負了，竟然三路齊攻！”
接著，孫傳庭又看向了正在激戰的古北口關城，心中十分擔憂：“希望古北口的守軍能夠堅持住！”
雖然此時形勢異常嚴峻，但是孫傳庭依舊是戰意盎然。此前孫傳庭一直都是率軍和流賊大軍進行激戰，雖然也立下了不少的戰功，但是也無法與征討韃虜相比！
“此番本督定要重創韃虜，立下大軍北伐的頭功！”
下定決心之後，孫傳庭便下令全軍備戰，三萬秦軍將士士氣大振，軍中的戰鼓也被敲響，聲震四野。
就在同一時間，後方的曹文昭也下令麾下的兩萬將士準備開戰，並且擂響戰鼓和前方的秦軍將士遙相呼應。
突然，遠處一聲號角聲響起，緊接著八萬蒙古大軍一同發起了衝鋒，朝著五萬明軍將士衝了過去。
萬馬奔騰，揚塵當空。胡虜嘶吼，聲傳四野。
孫傳庭面色冷峻的盯著前方，眼見蒙古鐵騎已經衝進了火炮的射程之內，便冷哼一聲，高高的舉起了手中的戰刀，然後猛地剁了下來。
“開炮！”
“轟！轟！轟！”
明軍陣前的三十門各式火炮幾乎在同一時間開火，巨大的轟鳴聲瞬間就將八萬蒙古鐵騎的鐵蹄聲蓋了下去，數十道拖著濃煙的炮子直直的砸進了密集的鐵騎大軍之中。
正在高速衝鋒的蒙古鐵騎大軍遭受了當頭一棒，不少驍勇善戰的蒙古鐵騎還沒來得及施展自己的武力，就被一顆顆炙熱的炮子打成了碎肉。
雖然火炮直接殺傷的蒙古鐵騎人數並不多，但是那些四處飛濺的肢體、跌落馬下的屍體將後面衝上來的蒙古鐵騎接連絆倒。在鐵騎大軍衝鋒的過程中，被踩踏致死的蒙古人甚至要比火炮殺傷的人數還要多！一時間，蒙古鐵騎大軍的前鋒人仰馬翻、混亂不堪！
很快，伴隨著蒙古鐵騎大軍的高速衝鋒，雙方的距離已經不足一里了。
此時孫傳庭立即下令左右兩翼的鐵騎將士主動出擊，纏住朝著大軍兩翼殺來的那兩萬蒙古鐵騎。同時，孫傳庭下令二十輛神機炮車開火射擊！