合兵冲出潼关后，十三营义军当即化整为零，抄击诸路，截烧官军粮草，一时间官军粮道为之断绝。
张献忠与老回回一路，先是在灵宝县驻扎，做出一副准备从茅津渡河，窥取山西的架势。这一着吓得山西巡抚吴甡连忙调集省之兵，在蒲解一带防守。
趁此机会，张献忠忽然虚晃一枪，掉头翻越华阴南原绝岭，进入了陕西与河南交界处的卢氏县境内。
朱阳关守将尤世威与其兄弟尤世功、尤世禄三人素以作战勇猛著称，因其所部皆是精兵悍将，故洪承畴命他与参将徐来朝分别扼守雒南兰草川及朱阳关天险，并反复告诫道：“此两地皆是流寇出入陕西的门户重地，你二人切不可掉以轻心！”
尤世威领兵赶至朱阳关，时刻将洪承畴的嘱托铭记于心，当即着手修整关隘，囤积军械粮草，积极备战。
这日，突然听闻流寇犯境，尤世威迅速点齐了五千精兵出关阻截。
且说西营义军一路翻山越岭，长途跋涉，来到卢氏县境时早已是精疲力尽。还没来得及休整，不料尤世威突然引军杀至。仓促应战下，西营义军死伤无数，不得不退往商州、雒南一带山中。
为了预防张献忠卷土重来，尤世威一面下令军驻扎在野外山中，将唯一的出山通道牢牢堵死，一面派人联络驻防雒南的参将徐来朝，欲图两头堵截，彻底将张献忠困死在这大山之中。
正当张献忠进退维谷，狼狈不堪之际，上天竟在此时送给了他一份大礼。
原来徐来朝在得到张献忠兵败，正朝着自己辖区逃来的檄报后，立刻点齐三千人马，由自己亲自统领，前往迎敌。
谁料军中粮饷匮乏，加上山里条件艰苦，没走几日士兵皆怨声载道。徐来朝立功心切，对此不闻不问，众官军士卒群情激奋，吵闹起来，竟再也不肯前进半步了。
说也凑巧，这一幕偏偏被奉命下山打探军情的义军斥候看在了眼里，斥候立刻赶回军中，向张献忠禀报。张献忠听后大喜过望，当即催动大军杀向山下。
西营义军居高临下，如疾风骤雨般从山中杀出，官军阵脚松动，眼瞅着就要顶不住了。徐来朝见势不妙，抛下三千官军，一溜烟自个儿逃跑了。
主将带头一跑，其余官军更加没有了斗志，顷刻土崩瓦解，四处逃散，不到半日居然军覆没。
张献忠在雒南打得热火朝天，尤世威那边的日子也不好过。
此时已是入秋，山里昼夜温差极大，官军身着单衣，加上各种毒虫侵咬，军中竟爆发了严重的病疫。趁着尤世威所部官军战力大损之际，张献忠再次翻过大山，在夜色的掩护下，悄悄逼近官军营寨。
凄厉的号角声打破了夜幕的宁静，张献忠身先士卒，跃马横刀率先冲进官军寨门，张可旺、张定国引军紧随其后，顷刻间杀声震天，响彻夜空。
陡然遇袭，然而这支官军竟不同以往，他们很快自发组织起了抵抗，各自依托寨中各种有利地形，与西营义军展开激烈拼杀，双方混战在一起，陷入了僵局。
尤世威从睡梦中惊醒，顾不得披甲，赤脚拖着长刀冲出大帐，加入战阵。
尽管官军拼死抵抗，但人数远远不及义军，又受疫病影响，战力大不如往昔，渐渐不支。尤世威唯恐张献忠分兵偷袭朱阳关，连忙下令军后撤，退往关城，凭险据守。
官军且战且退，而张献忠却是紧追不舍，双方将战火一路烧到了朱阳关下。
由于朱阳关地势狭小，不利于大规模作战，张献忠于是让张可旺和定国为前驱，引军五千，对朱阳关发起进攻。
朱阳关位于卢氏县南部，南通襄郧，西接关陕，是豫陕鄂三省交汇之地，既为西入陕西商洛之门户，又为南下宛襄之咽喉，历来是兵家必争之地。
退回关城的官军尚有两千余人，加上先前留守的五千，共计七千人。亏得朱阳关周围大山环绕，地势险峻，易守难攻。且守关不比守城，不用担心敌人四面合围，只需守住正面即可，因此官军虽有折损，可在局部人数上，反倒还占据了优势。
为确保万无一失，尤世威将中军行辕建在了关城城楼之上，亲自督军坚守，另派人紧急向洪承畴飞檄求援。
而西营义军方面，经过渭南惨败，先前缴获的十几门大炮尽数被丢弃，没有炮火的掩护，也只能是硬着头皮强攻了。
张可旺和定国当即各自点齐兵马，从关城左右两侧，向城墙发起了猛烈攻击。
尤世威坐镇城楼，下令将弓弩手分作三队，第一队站在城墙垛口前，拉弓握箭，瞄准城下；第二队蹲在女墙之后，隔着瞭望孔，双目凝注；第三队则整齐排列在登城楼梯上，仰头挺胸，随时待命。
见义军进入射程范围，尤世威一声令下，第一队与第二队弓弩手轮番起身，交替放箭。一旦有人倒下，则第三队立刻有人上前补位。
“收弓，滚石檑木准备！”眼见西营义军拼死冲到城下，尤世威把手一挥，弓弩手纷纷退后。
与此同时，大量石头、檑木从城墙垛口上扔出。
攻城义军有的被砸得脑浆迸裂，有的被巨石压住下半身，还没来得及挣扎，又被紧随而至的檑木砸死。
由于缺乏攻城工具，加上尤世威奋力拒守，张可旺和定国整整攻了一日也未能够拿下关城。
趁着夜里，尤世威命五百壮士缒城而下，欲图偷袭义军大营。不料张献忠对此早有防范，五百壮士陷入重围，部战死。
偷鸡不成反蚀把米，从此尤世威更加坚定了自己固守待援的作战方略，任凭西营义军在关下如何挑衅，都不肯再出关半步了。
尤世威不肯出关，张可旺只得让定国继续攻城吸引官军的注意，自己则带着五百人一路悄悄将地道挖至关城下方，并将炸药塞进了坑道。只听轰隆一声巨响，城墙瞬间被炸出了一个缺口。
见城墙倒塌，攻城义军欢呼着一拥而上，想从这里冲进关城，谁知尤世威对此早有防备，城墙后居然被挖出了一道又深又长的壕沟，沟内布满了削尖的竹刺。
最先冲进城的西营义军见状赶忙停下脚步，但后面的人不明所以，仍在继续往前，人头攒动间，许多前面的人被挤下壕沟，送了性命。
官军弓弩手也在此时就位，朝着缺口方向乱箭齐放，入城的西营义军乱作一团，死伤无数，在壕沟和缺口内丢下了无数的尸体。
张可旺不得不再次下令退兵，等到西营义军退去，官军迅速用土包将缺口重新给堵了个严严实实。
“老二，若不能尽快突破朱阳关，等洪承畴援军一到，我们就要真被困死在这里了。”各种办法想尽，也没能拿下朱阳关，张可旺不禁有些垂头丧气了。
“大哥，事已至此，且给我五百人，让我再去试一试吧。”定国双眉紧锁，决定亲自带队冲城。
听说定国要亲自上，张可旺忙摇头阻止道：“老二啊，万万不可！你若有个闪失，我该如何向父帅交代？”
二大王才死没多久，为此自己还挨了张献忠五十军棍，张可旺可不想再次重蹈覆辙。
然而定国主意已定，毅然决然地说道：“大哥，如不能尽快突破朱阳关天险，大伙都得死在这里，就让我试一试吧。”
见劝不动定国，张可旺猛地一跺脚，咬牙说道：“也罢，这刀山火海，哥哥今日陪你一起闯！”
二人随即翻身下马，大步走到刚经过一场恶战，正在歇息休整的西营将士面前，振臂高呼道：“弟兄们，有谁愿随我二人死战攻城？”
西营将士们倏忽一愣怔，知道已经到了生死存亡的危急时刻，在一片慷慨激愤的吼声中，一支五百人的敢死队片刻间便组成了。
众敢死队员一齐卸去衣甲，赤膊着上身，手执一把短刀，以十个人为一个单位，抬着五十把梯子，怒吼着，像发疯的公牛般，朝着关城冲去。
城头上的官军被西营义军这般不要命的攻击给惊呆了，一时竟忘了放箭，任凭这支敢死队冲到城下，迅速架起了梯子。
“弟兄们，随我上啊！”张可旺与定国二人身先士卒，高呼着口号，率先攀上了城头。
官军弓弩手此时也回过神来，纷纷扔下手中弓箭，拔出刀剑，与登城义军战在了一起，双方在狭窄的城墙上展开了激烈的白刃战。
定国一面砍杀着近身的官军，一面朝着身后陆续登上城墙的敢死队员们高吼道：“弟兄们，给我杀！”
话音未落，只见定国弯腰从一名死去官军的身边捡起一块盾牌，将短刀往嘴里一叼，纵身从城楼上跳下，杀向了城门。
受到定国的鼓舞，敢死队员们个个如打了鸡血般，以一当十。城门很快就被定国拿下，随着厚重的城门被缓缓推开，大股西营义军旋即蜂拥而入。官军死的死，逃的逃，军溃败。
尤世威及游击刘肇基、罗岱也都身负重伤，幸亏亲兵拼死护卫，方才突围而出。
随着朱阳关被攻破，洪承畴意图封堵义军于陕西的作战方略再次宣告了失败。
崇祯帝眼见洪承畴仅陕西一隅之地都穷于应付，现如今义军大举出关，想必更是力不从心。于是下旨由卢象升总理直隶、河南、山东、四川、湖广诸省军务，赐尚方宝剑，专门负责中原地区的防务，洪承畴戴罪立功，只需管好西北地区的防务即可。
至此，东西两方各自负责，不再进行大规模的跨省围剿，而是分头进攻所辖地区的义军。
自卢象升就任军务总理以后，立刻对军事部署做出了重大改变，他调集官军主力，以祖宽、祖大乐、李重镇的辽东军为中坚，其余各部配合，固守于洛阳。
十月，张献忠经阌乡抵达灵宝，与此同时，祖宽率领的三千辽东铁骑也朝着灵宝奔来。
得知这股官军只有三千人，张献忠心中颇不以为然，心想自己有十几万大军，几十个人对一个，难不成还能打输了不成？
因此，张献忠并没有将祖宽放在眼里，当即摆好阵势，准备一举击溃辽东铁骑。
然而事态的进展大大出乎张献忠的意料，祖宽率领的三千辽东铁骑只用了一个冲锋，就将自己十几万大军冲了个七零八落，一时间尸横遍野、血流成河。
直到这时，张献忠方才醒悟，自己这十几万拖家带口的军队，在辽东铁骑面前，只不过是群待宰的羔羊。
在这危急关头，张献忠作出了一个极其明智的决定，跑路。