發生在崇禎十七年(1644年)四月的山海關之役，可以說是李自成建立的農民政權從勝利走向衰亡的轉折點，同時也是清朝定鼎中原的決定性一戰。山海關一戰雙方都投入了衆多兵力，據考證清軍共有13萬精銳對戰李自成軍20萬，最終結果是李自成農民軍慘敗，被迫撤離北京後輾轉山西、陝西等地，起義軍力量遭到削弱，其後李自成也在混亂中被殺。從崇禎十七年(1644年)三月十九日李自成在北京建立大順政權，到這一年的四月二十六日率部倉皇逃離北京，短短四十餘天爲何會經歷如此翻天覆地的變化呢?這就不得不提到一個關鍵性人物——吳三桂。
明朝滅亡後，舊將吳三桂仍率領三萬重兵鎮守山海關要塞，崇禎十七年明廷因寄希望於吳三桂救援京師，於是這年的三月封吳三桂爲平西伯，並升任其父吳襄爲提督京營。沒想到的是，吳三桂在帶兵進京的途中卻得知明朝覆亡的消息，因此帶兵重回山海關。當時李自成軍剛入京城建立農民政權，爲了鞏固政權，於是對吳三桂採取了招撫策略，李自成曾派唐通帶着40000兩白銀前往犒師，但吳三桂並不領情。此後吳三桂與李自成軍發生了衝突，雙方一度交戰。早前清軍就對吳三桂就動了招降的心思，曾多次派明降將祖可法前去招降吳三桂，但吳三桂仍舉棋不定。吳三桂與李自成軍交戰後，擔心山海關遲早不保，於是派人祕密聯繫多爾袞，希望向後者借兵對付李自成，並表示願意歸附。雙方達成協商後，多爾袞派軍與吳三桂軍隊李自成軍形成了“首尾夾攻”之勢，四月二十二日，清軍正式加入戰鬥。此時吳三桂與李自成軍已交戰了一段時間，雙方均損失慘重，清軍以逸擊勞，最終大敗李自成軍，取得了山海關戰役大捷。
山海關一戰，清軍勝而李自成軍敗，吳三桂最終倒向清軍固然是重要原因，但更深遠的原因還在於李自成政權自身的腐化與不堪一擊。李自成的農民軍進入京城後，不僅沒有穩定民心，鞏固統治基礎，反而四處掠奪錢財，引起普通民衆紛紛不滿。農民軍沒有嚴明的紀律，他們入城後貪於享樂，不僅軍心渙散，戰鬥力減弱，而且出現了畏戰的心理。與此同時，清軍在鬆錦決戰後，搬師回瀋陽修整的同時招降了不少明將，爲攻打京城作了充足的準備。本來吳三桂在與哪邊合作的問題上一直舉棋不定，李自成並沒有看到山海關一線防禦的重要性，在招降吳三桂不成後便與之交戰，導致吳三桂轉而降清，反過來對付李自成軍。
郭沫若曾在《甲申三百年祭》中認爲山海關一戰李自成軍失敗的原因在於上層的腐敗墮落，他列舉了大量史料說明大順軍日夜搜刮金銀、沉迷於嬉戲淫樂中，因而對當時全國的局勢沒有充分的瞭解，也沒有預先制定措施預防清軍的入關，同時對十幾萬清軍兼程入關毫無防備，最終貽誤了戰機。可以說，李自成農民軍在山海關戰役中的慘敗是註定的而不可避免。
