夜幕降临，双方暂时休战，但城内火光未熄，零星战斗仍在继续。
第二日天刚亮，重整旗鼓的官军再次发起进攻，这次尤世禄改变策略，命令李卑率临洮兵从城东突入，马科的定边营从城南进攻这两处流寇还没来得及设置障碍，而且他们还将百姓全部集中在了这两个城区，从这里进攻，还能抓老百姓挡一下。
"今日务必全歼贼寇！"尤世禄拔剑高呼。
刘处直很快察觉官军战术变化，立即调整部署，他让张天琳率部阻击李卑，自己亲率队伍迎战尤世禄的家丁，而将城南交给了李自成。
城南一处粮仓内，李自成将两百名老本兵分成四队，埋伏在粮垛之间。
当马科的部队闯入时，他们并不急于出击，而是等大部分官军进入仓库后，才突然发难。
"放火！"李自成一声令下，预先准备好的火油被点燃，顷刻间仓库陷入火海。官军大乱，自相践踏，马科拼死突围，被亲兵救了出来。
城东的战斗同样惨烈，张天琳命人在街道上泼洒豆子，当李卑的骑兵冲来时，战马纷纷滑倒。
埋伏在两侧屋顶的义军趁机放箭，李卑虽然一再小心谨慎但也损失了数十人。
中路战场上，刘处直与尤世禄主力展开殊死搏杀，一处十字路口，双方反复争夺，尸体堆积如山，刘处直手持斩马刀，亲自斩杀了一名官军。
尤世禄见状继续增兵，并且亲率家丁杀来想为儿子报仇，两个儿子都被刘处直差点杀掉了他现在十分生气，两军主将在街心相遇，刀光剑影中，两边都损失了数百人。
战至下午，官军再次受挫，伤亡又添了不少，尤世禄不得不下令暂退，重新部署。
夜幕降临，刘处直在临时指挥的地方开了一个短会，连续作战两日了，但他精神依然抖擞。
他对着李自成他们说道："两日血战，官军损失怕是有两千多了，我军伤亡也不小，义军应该转移的差不多了，是时候准备撤退了。"
“可现在不好撤啊，一旦被看出来我们是逃跑，官军尾随追上了就完蛋了。”
“所以我们要先给他们一个难忘的教训。今夜三更，我们主动出击，然后趁乱突围。"
三更时分，辽州城南突然杀声震天，李自成率五百骑兵直扑官军大营，张天琳则带人从侧翼放火制造混乱。
尤世禄从睡梦中惊醒，匆忙披挂上马。夜色中，只见无数火把如流星般划过，喊杀声四面八方传来。
"稳住阵脚！不要乱！"尤世禄高声喝令，但混乱中收效甚微。
骑兵如尖刀般插入官军营地，所过之处人仰马翻，两名官军千总被杀，刘宗敏率领直取中军大帐，在尤世禄营地旁边扎营的山西官军史记部仓促应战，史记被骑兵挑落马下，全军被杀的直接溃散了。
就在官军注意力被南面吸引时，刘处直率主力从城北悄然撤离。
天亮后，尤世禄才发现城中已空空如也，愤怒之下，他命令李卑还有马科率本部官兵追击。
然而刘处直早有准备，在必经之路设下伏兵，当李卑部队进入山区时时，埋伏在山上的义军将滚木礌石倾泻而下，官军再次损失上百人，李卑不敢再追了，同马科一起退回了辽州。
这场混战，尤世禄那边损失近三千人，义军损失一千三百人，打的官军叫苦不堪，待进城后，这些陕西兵在异地他乡爆发了兽性。
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