旗，却都殊不畏死，组织严明，使用的又是上带长刃下配有铁环的奇怪兵器，殊异平时明军，使八旗军极不习惯，打头的精锐红巴甲喇军经恶战被击败，当即退却下来，八旗军上下震惊！
骑兵不敌，努尔哈赤急以“后军往助”（《清太祖实录》卷7），川兵也不畏生死寸土不让。据《全边略记》和《山中闻见录》的记载，白杆兵连续击退八旗强劲的步骑猛攻，挟着攻占沈阳之胜利余威的八旗劲旅，竟在四川步兵抗击下“死于枪弩者数千人”，后继骑兵也被打得“纷纷坠马”，后金军参领西佛先、佐领席尔泰、格朗也阵亡了。
努尔哈赤对白杆兵没有办法，冷兵器无法战胜，他便想到了热兵器。由其女婿、投降后金的明将李永芳找到被俘的明军炮手，亲自解开捆绑，人赏千金，调用大炮来攻击川军。白杆兵的长枪阵在大炮面前被撕裂，阵地里血肉横飞，经过激烈交锋，川军全部牺牲。周敦吉、秦邦屏及参将吴文杰、守备雷安民等皆力战而死。周世禄从西北逸出，邓起龙、袁见龙夺桥西奔，带领残军俱走入浙营，继续坚持作战。
浙江来的三千戚家兵布阵于浑河五里之外，列置战车枪炮，掘壕安营，用秫秸为栅，外涂泥巴。后金兵消灭江北川兵，迅速渡河将浙兵包围数匝。努尔哈赤深感川兵之劲厉，再三告诫刚刚惨胜的八旗兵“勿轻敌”，并故意强调“仲癸所将皆川兵”以警醒部下。
明总兵陈策、童仲揆、张明世、戚金等将领沉着应战，积极布阵，誓后金兵决一死战。明军以火器射击，杀伤相枕。火药用尽，两军便开始短兵相接。战斗极为激烈，双方战至夜幕降临，一度胜负未分。但后金增援部队加入，明军浙营溃败，陈策战死。后金兵万矢齐发，童仲揆与戚金、张名世及都司袁见龙、邓起龙等并战死。后金前后损失雅巴海、布哈、孙扎钦、巴彦、雅木布里、席尔泰、郎格、敦布达哈、木布、禄汪格等战将。
后来的清人魏源也感慨其为：“是役，明以万余人当我数万众，虽力屈而覆，为辽左用兵以来第一血战。”
而明朝方面的《明熹宗录》称之为“凛凛有生气”，“时咸壮之”。尤其是秦良玉所派川东土司兵面对数倍强敌的壮烈表现，极其令人敬仰。后来的兵部尚书张鹤鸣曾经评说此战：“浑河血战，首功数千，实石柱、酉阳二土司功。”其他明军也大多都英勇刚烈，为人所不齿的贪生怕死者少之又少。
这场惊天动地之战，也引起当时朝鲜人的极大观注，时任满浦佥使的郑忠信向李朝报告中说：“虏中言守城之善莫如清河，野战之壮莫如黑山（即浑河）。”《李朝实录·光海君日记》也赞道：“虏之死伤亦相当，虏至今胆寒。”
而根据后金自己的史书，八旗所部确实受到极其沉重的打击，伤亡惨重。尤其是红甲喇军、白旗军、连努尔哈赤最精锐的黄旗军都曾在坚强的川军面前败下阵来。八旗军多名将领甚至在激战中被明军活捉。
为了稳定军心士气，祷念在此役众