战争开始后，李自成采取诱敌深入战术，派出一支小部队，前往阌乡迎敌，且战且退，诱敌进入农民军的伏击区。孙传庭到达龙门后就在此安营扎寨，遣兵5000人前往汝州，农民军放弃汝州，奔往宝丰。九月十二日，孙传庭攻取宝丰。州牧陈可新等战死。在唐县的老营也被明军攻破。农民军遭到不小损失。但主力仍然保存完好。孙传庭暗自欣喜，以为贼旦夕可灭。他在给崇祯帝的报告中宣称：这次进兵河南，农民军“闻臣名，即惊溃，誓肃清豫、楚，不以一贼，遗君父忧”。崇祯帝将这份报捷疏交大臣传阅，大叫：“贼之灭亡就在旦夕。”事实上，此时的孙传庭及其所部明军已陷落在农民军的包围之中。十七日，在汝州的明军由于缺饷哗变。孙传庭心急火燎，急忙分兵三路，让陈永福留守，自己带着白广恩和高杰，分别一从大路，一从小路，回师洛阳，筹运粮饷。本来明军的阵势已经混乱。孙传庭这么一走，明军也就乱了起来，纷纷逃散。时大雨不止，一下就是七天七夜。明军无粮，饥疲沮丧，装有火器的战车在雨天泥泞中派不上用场。郏县城下，两军对峙。明军屯于郏城西南汝水上流，以陈永福守郏城；农民军地于郏县城东，深沟高垒。明军大饥，军心大乱。二十二日，李自成命令部队展开攻势。埋伏在汝州、郏县数十万农民军，一跃而起，旌旗如林，人如潮涌，步兵骑兵互相配合，杀向孙传庭的营垒。正巧天下大雨，明军的战车陷于泥泞中，逃都逃不出去，伤亡惨重。高杰眼看大势已去，赶忙挥众西窜，农民军跟踪追杀，一昼夜追击四百里，到达孟津， “死亡四万余人，尽丧其军资器仗”。孙传庭畏罪投河自杀未遂，被亲随残兵拥入潼关。有评论家说：“孙传庭溃于汝州，而明遂不支矣。”还说：如果孙传庭这次不败，“明之亡，未必如其速也”。汝州战役，明军惨败，孙传庭狼狈逃回潼关。崇祯帝闻报，对孙大加申斥，并削去了他督师尚书职衔，同时责令他固守潼关，妄图借助潼关天险挽救败局。孙传庭败回关中后，打算收集散兵固守关城。