崇祯十六年六月，崇祯皇帝命孙传庭为兵部尚书，除了仍旧总制三边以外，又兼掌数省军务，改称“督师”。
崇祯皇帝又赐给他尚方宝剑，许其便宜行事，把对付李自成的希望都寄托在了他身上。孙传庭率兵出关，在河南一带与李自成展开了激烈的角逐。
起初官军打了几次胜仗，后在襄城一带大败。不久，孙传庭在潼关战败后被杀，李自成遂长驱直入，进入陕西。
面对这种情况，李自成也显得很忧心。但李自成毕竟是个久经沙场的统帅，显得较为镇定。他向部下解释，现在形势与以前已有了根本的变化，农民军的兵力远超过孙传庭，且广大老百姓心向农民军，对官军极为痛恨，官军的粮饷供给就是一个难以解决的大问题。
因此，这时完全可以打败孙传庭，而没有必要害怕他。
可是，李自成的部下还是陆续有些人投向孙传庭。为此，“（李）自成亦降箕仙，问吉凶。”也就是说，李自成利用大多数人的迷信心理，通过占卜来安定军心。
这类的占卜大都是事前安排好的，通过卜得吉卦来消除部下的恐惧，树立战胜孙传庭的信心和勇气。孙传庭于八月中旬收复了洛阳。
这时有人向他建议，应尽快修复洛阳旧城。孙传庭不同意：“吾据关不出，犹为持重万全”，今既已出关，已无万全可言。况且“秦人弃亲戚坟墓”以从征，倘筑城自守，只能降低士气。实际上是孙传庭畏朝命，不敢逗留。
孙传庭每三天就要向崇祯帝上书一次，以报告军队行止。他如在洛阳筑城自守，就无法向崇祯帝交待。
李自成利用了孙传庭的这种心理，采取诱敌深入的战术，把官军主力引到对自己有利的地方决战。农民军先于洛阳西边的滋涧设伏，官军于八月二十日追至，农民军撤往洛阳南边的龙两天后，官军追至龙门，而农民军已离去，只在伊河以西留一支哨骑。
杨承祖原是个农民军首领，后投降了官军，他主动请缨，单骑驰谕，使这支五十余人的哨骑便全部投降了官军。接着，官军副将卢光祖又招降了李自成的部将高纪祥。
孙传庭大军驻龙门，命前锋牛成虎率兵五千追击农民军至汝州。牛成虎以孤军深入，害怕中了农民军埋伏，便退屯渑池。
九月上旬，孙传庭驻师汝州。李自成的部将、号称四天王的李养纯率部投降了孙传庭。从李养纯口中得知，李自成的一支主力固守宝丰，孙传庭遂督众进击，将宝丰包围数重。
官军猛攻数日，一直未能攻下。李自成派轻骑援救，高杰、白广恩等分兵逆击，将李自成的援兵击退。
过了几天，李自成又派一支援军来救，亦被官军击走。但是，宝丰城却一直未能攻下，孙传庭深以为忧。
他担心的是，官军屯坚城之下，李自成倘率大军来救，内外夹攻，官军将腹背受敌，形势将变得非常不利。
于是，他决定不惜一切代价，尽快将宝丰攻下，遂亲自督大军猛攻。经过一番激战，宝丰终于被攻克，李自成委任的州牧陈可新被擒杀。孙传庭接着督大军直捣唐县。
唐县是李自成农民军的老营，其将领的家小都在这里住。
李自成得知官军向唐县逼去，急忙派精兵往救。但是，在援兵还未赶到时，官军已将唐县攻下，农民军将士的家小全被杀掉。李自成的将领们得知后，“满营痛哭，誓杀官兵。”
孙传庭连战皆捷，十分高兴，军威也随之大振。
由于连日大雨，官军的粮车每天只能行二三十里，道路泥泞，上马俱疲。
有的人劝孙传庭回师，孙传庭认为回师也是缺饷，不如攻破一县以就食。
于是，孙传庭督大军攻破郏县。但郏县很穷，好不容易找到二百余只骡羊，顷刻食尽，不足一顿之食。明廷急令河北、山西就近运粮饷，以供孙传庭军需。
李自成亲率万余人迎击官军，一只虎李过为前锋，结果却三战三败。
李自成率主力迎战，官军前锋直冲李自成军，居然砍断了李自成坐纛，李自成本人也差一点被擒获。官军乘胜掩杀，李自成仓皇而逃，死伤甚众，遂奔往襄城固守。
官军接连打了几个胜仗，使李自成一时处于很不利的境地。这时，河南各地组织起来不少地方武装，大者万余人，小者数千，不但结寨自保，而且有的配合官军攻打李自成。
湖广北部本是李自成的后方，这时也不稳起来，承天府居然也被方国安率领的官军收复，老回回马守应在夷陵一带也多次被官军击败，不少州县又重新被官军所占领。
孙传庭在河南获得一连串胜利后，一改初出关时的忧心忡忡，而变得趾高气扬起来。他向崇祯皇帝报捷，表示誓灭河南和湖广一带的农民军。
崇祯皇帝自然喜不自胜，龙颜大悦，得意地让大臣们传阅孙传庭的捷报，并面谕大臣，催促各镇、抚“星速赴任”，似乎河南、湖广那些失陷的州县马上都可光复。
兵部尚书冯元飙却表现得比较冷静，他不无担忧地对崇祯皇帝说：“贼故见羸以诱我师，兵法之所忌也，臣不能无忧。”
这使崇祯皇帝一时大为扫兴，但这话却不幸而言中。由于大雨连绵，官军缺饷的问题越来越严重，军纪也显得越来越坏。
九月十七日，留守汝州的官军发生哗变，孙传庭费了好大劲才安抚下来。李际遇原是个农民军头目，后来投降了官军，这时又和李自成暗通，不断地向李自成密报官军中的动态。孙传庭对此一直没有觉察，还为自己有个内线而洋洋得意。
原来，李自成的兵政府侍郎丘之陶已和孙传庭暗通，表示要竭力为官军效劳。
他和孙传庭约定，当官军与李自成激战的时候，他就向李自成送假情报，说左良玉进攻襄阳，后方危急，以动摇军心。李自成必定回兵相救，官军即可乘势掩杀。
李自成去河南后，丘之陶留守襄阳，深受李自成信任。李自成不知道他内心向着官军。孙传庭对丘之陶的通风报讯十分高兴，并报以手书。
但这手书被李自成的巡逻者所得，孙传庭和丘之陶都不知道。李自成也故意装着不知情，调集精锐于襄城一带，准备与官军决战。
李自成采取诱敌深入的办法，故意示弱，引诱官军一步步进入他的埋伏圈。
孙传庭自恃有内线，连营向前，双方的主力都集中在郏县和襄城之间的地带。
这时，丘之陶果然举火为号，谎报左良玉兵从东边袭来。
李自成验得其诈，派人将丘之陶召来，拿出孙传庭的密信给他看，怒斥他辜负了自己对他的信任。
丘之陶知道事情已经败露，反而镇定下来，当场大骂道：“我岂从若者耶！恨不能尽歼汝丑类，以报吾君父！”
李自成大怒，立命将其磔杀。
