。四路出师的具体时间安排是，西路沈阳、开铁两路于三月二日到二道关［2］，合营后再分路向后金都城赫图阿拉进军。四路大军务必在三月三日会师于赫图阿拉，率先到达战地的以炮声为号，传令各军，不得有误［3］。
后金国大英明汗努尔哈赤针对明军的部署，精心侦察，其中各路统帅、兵马数目都比较详尽的了解。他召集诸贝勒、大臣进行了多天的谋划，制定出了具体的作战方略。决定集中全部兵力对付明兵的一路，利用地形，分设少数兵力拖住其他各路，即奉行大额驸李永芳的主意，“凭他几路来，我只一路去”的作战方针［4］。
杜松军先在沈阳集中。二月二十八日，出师日期刚一到，他就急速挥军前进。第二天中午，全军到达抚顺城宿营。杜松为人耿直、勇敢、廉洁，身上刀痕箭瘢如疹，从不贪财惜命，颇有古代名将的风度［5］。由于他身不畏敌，心欲立功，求战心切。二月二十九日晚，杜松将军又下令从抚顺起程，军士手持火把，星夜急促进军，以日行百里的速度，越五岭关，直抵浑河岸［6］。
杜松将军所以进军这样急，这其中还另有缘故。杜松本是一位耿直的武将，对于这次出兵所定的师期持有异议，他认为朝廷兵饷不济，士卒之间互不熟习，将领之间的关系不协调，不便于大举兴师。而经略杨镐轻率寡谋，面对枢臣催促进兵，不考虑实际情况，诸事都谋于辽东总兵官李如栢，朝廷有人骂他“糊面丧气，甘为木偶”，以李如栢的是非为是非［7］。因此，他对于杜松将军的合理意见置若妄闻。杜将军无奈，秘密派人入关，以书上奏，乞请朝廷暂缓师期。杜将军的所作所为，被李如栢侦知，杜将军的送书人被截回来，重责十军棍，杜将军的建议不得实行。杜将军的合理意见不被采纳，又迫于军令不得不赴战。二月十一日，在辽阳誓师的时候，李如栢在酒宴上佯敬杜将军酒一杯，口称：我把头等功让给你。杜松受他所激，矢心不疑，举杯一饮而尽，决心争立头功［8］。出师以后，李如栢又令人在杜松军中诈传：清河路已经进兵，努尔哈赤即刻将要被擒。杜松一听更急了，便驱兵速进［9］。当过五岭关的时候，遇到后金两个村寨，杜将军挥军向前，横扫以尽，活捉十四名女真人，缚往经略处报功［10］。然后，不顾疲劳，当夜三更，兵锋所至，已经到达浑河。
然而，杜松将军贪功气傲的劲头也相当严重，在浑河岸边，监军张铨劝阻杜将军说：今天夜幕当头，师期还没到，是否就地驻营，等到明天清晨再渡河东进不迟。张铨是个读书人，庄重多谋。他劝阻杜松，既是持重之言，可防止冒进赴险，同时，也反映他内心的想法。他对这次朝廷兴师动众，“大彰天讨”，能否如愿以偿，颇有疑惑。他认为后金精兵至少也有三、四万，其中人人能战。我兵能够同他们搏斗的，仅仅是各个将领部下的家丁。每个将领部下一般有家丁数百人，其他的兵卒都是“五合六聚之众”，加上野战是后金军的长处，官军的短处。官军以劳赴逸，以客挡主，很难取胜［11］。杜松对张铨的劝阻，置之一笑，轻蔑地说：我军义旗东指，谁敢抗颜，只有乘胜前进，有什么师期可谈。说罢，命令手下军卒探试浑河水势，选择渡河地点。不多时，探马前来报告：河水不深，仅及马腹，河中还有小船数十只。杜松听报大喜，一边举杯痛饮，一边对众将说：这真是天人齐助啊！于是，他弃船不坐，身不披甲，策马大呼而进，急催军卒渡河。手下的将士见将军身上没有披甲，急请披甲再进。杜松大笑，并且骂道：身入阵战，披坚甲岂是大丈夫所为！老夫束发从军以来，不知甲重几何，今日你们众人想以甲苦累老夫不成。谈笑之间已经到了河中，进入水中的有杜松本部亲兵及右营游击刘遇节的五千骑兵，人、马、车营近万名。开始河水平稳，众军涉水渡河，入河的战车有五百多辆，杜松命令内丁在前开路。当渡河官军大部分行至河中时，未料后金军早已按照努尔哈赤的命令壅沙于浑河上游，阻水作坝，蓄水高达数丈。后金军卒得知明军人、马、车已经拥入河中，便掘坝放水。突然大水咆哮而下，向杜松军猛扑过来。总兵官赵梦麟看见水势猛涨，感觉势头不对，极力向杜松谏言，要求停止过河，杜松不听。车营各官也来恳请回师，杜松更是不理。水位渐高，人人各自奔命，兵卒淹死在河中的近一千余人。后军的大炮等重火器都阻于河岸，一水相隔，分军为二。争渡过河的，又当傍晚，寒气逼人，军不成军，乱作一团［12］。
大英明汗努尔哈赤与众贝勒得知明经略杨镐已于十一日在辽阳誓师。杜松将军从抚顺路进军的消息亦被其探到，所以，在明军誓师后的第四天，即二月十五日，就派出一万五千步兵前往界藩山（今辽宁省抚顺西北铁背山上），名为筑城，实际是设伏防守，另有四百骑兵出没、游击于界藩山周围，时而入于山谷，时而出现在密林之中［13］。
当杜松过河军士正在夜幕中背水受寒时，努尔哈赤的伏兵发起了冲击，浑河以东胡笳大作，自山谷间万余火炬，骤然出现，喊杀之声震撼山谷，一彪军向河岸冲来。这时，杜将军才如酣梦方醒，知道已经是背水陷伏，处于险地，若不当机立断，将背水而战，难于脱身。于是，身经百战的杜将军，便急中生智，下令全军集结迎战，他亲自率领内丁和渡河军卒及朝鲜李朝的近百名铳手，主动向后金军冲杀过去。
后金伏兵首战杜松的是大将哈都。两军相遇，杀声震天。杜松虽然年老，但英勇不减当年，他奋力厮杀，勇气倍增。他时而轮动手中的长枪，时而抽出腰间大刀，使后金军纷纷败阵。当杜将军杀出重围的时候，恰巧遇见了哈都，两人大战数合，哈都败阵而走，杜松紧追于后，直至界藩山下。杜松终究是个老将，他紧紧地把握战机，下令军卒结阵不散，发挥仅有的火器威力，致使哈都军伤亡甚重。杜松乘机向吉林崖冲击，奋力争夺山头。与此同时，后金军的另一部分围攻明军右营刘遇节军［14］。
由于杜松率先冲阵、勇猛厮杀，全军士气很旺。哈都难于招架，不得不暂时后退。杜松部下的士卒，误认为胜局已定，目无军纪，不听号令，各自争功，无意力战，敌兵一人倒下，竟有十数个人下马争割首级，致使全军的战斗力大减［15］。
在这关键时刻，杜松率领亲兵和朝鲜李朝的火铳手冲到吉林崖下，向吉林崖上冲击。这时，哈都又率部重新围攻上来，在争夺吉林崖中，朝鲜的火铳手多数阵亡，明军阵亡数千，战斗力进一步减弱了。这时，后继兵右翼营游击刘遇节，总兵官坐营中军王捷等败阵脱逃，使杜松军更孤立了［16］。未能渡河的明军移营于萨尔浒山上。正在两军都处在极其紧张的时刻，大英明汗努尔哈赤命令大贝勒代善前来增援。
杜松军二月二十九日，从抚顺启程的时候，火把、车队，浩浩荡荡，早为后金的哨探及时发觉了，消息很快地报告给众贝勒、大臣。三月一日清晨，众贝勒、一等大臣都集中在努尔哈赤的大衙门，将栋鄂路刘綎军，抚顺路杜松军前来的消息作了报告。栋鄂路的消息先于抚顺路到达。努尔哈赤依据情况作出断定，明军使我先见南路的兵，是诱我南去，而大军将从西路来攻。南路我有兵把守，今天应当集中城中的兵迎战西路［17］。努尔哈赤采取集中优势兵力，个个击破的战术，充分发挥了八旗兵高度机动性的作战能力，迎战明兵。这是萨尔浒大战前夕，努尔哈赤的重大决策。
抚顺路明军在二十九日晚上出发，道路通顺，军行无阻，本可以比其他各路先到，而杜松又争功心切，轻敌倨傲，日驰百里，疾趋而至，此正中了努尔哈赤的战略意图。栋鄂路的消息虽然先到了，但努尔哈赤与众贝勒的心里明白，此路山险林密，设有三道大路障［18］，刘綎与朝鲜李朝合军在二十八日才过牛毛岭（今牛毛大山，在桓仁县西），距离赫图阿拉还有一百二十里，间有伏兵骚扰，二、三日内难于到达，是很显然的。明军虽然四路围攻，实际上，杜松一路为进军主力。杜松是明军中有名的将领，努尔哈赤素畏杜总兵，口称“太师”［19］。因此，努尔哈赤能在强敌四面临境时，作出果断决策，这是他客观分析，正确判断的结果。
攻战方向决定后，努尔哈赤命令大贝勒代善率领众贝勒、大臣和城中兵西征。代善立刻整顿兵马，向西进发。尽管清河路李如栢军也启程前来，大贝勒深知那里也设有伏兵阻击，一日难于到达，所以，暂时置之不顾，径直率兵猛进，经扎喀关、向铁背山（今抚顺西北，近界藩城）、界藩城进军。当大贝勒代善、二贝勒阿敏、三贝勒莽古尔泰、四贝勒皇太极到达战地时，杜将军正在率兵争夺吉林崖界藩山城，欲控制制高点，战斗激烈，明兵死伤惨重，朝鲜李朝的百余名铳手几乎全部战死了。杜将军处于欲攻而不能得，想退又不可能的境地。四大贝勒商定先攻吉林崖，立刻派一千兵登山，协助山上守军向下冲击。又派右翼四旗兵配合山上兵夹攻杜松军，以左翼四旗兵监视萨尔浒军大营。正当部阵的关键时刻，大英明汗努尔哈赤率领后继军队赶到。努尔哈赤认为，众贝勒的用兵，不能一战动摇明军根本，乱其军心。决定改变攻击方向，令右翼二旗兵增援左翼四旗兵，先破萨尔浒大营，他断言说：此兵一败，界藩的兵自然丧胆。令右翼两白旗监视界藩山杜松所部，待吉林山上兵下冲的时候，协助夹击。努尔哈赤在这关键时刻，作出有决定意义的判断，加速了西部战场的作战进程，为全局的胜利争得了宝贵的时间。这时，努尔哈赤亲率不少于六旗的精锐士兵，约四万五千多人，而明军萨尔浒大营仅有一万五千左右的兵，集中二倍以上的优势兵力进行围攻［20］。加上八旗战士熟知地形，所以，接战不多时，萨尔浒大营明兵便土崩瓦解，溃不成军，纷纷逃窜了［21］。
杜松所率领的军队，虽然暂时在吉林崖下获得了喘息机会，但由于失去老营，军心动摇［22］。当萨尔浒大营一溃，吉林崖上八旗士卒下冲的时候，两白旗军又从山后压下来，杜松军立即被八旗士卒团团围住。杜将军再次抡动长枪迎战，天时已经是正午了。众贝勒已经发现难于抵挡的是杜松将军。于是，命令各旗士兵放弃杜军余部，向杜将军合围，重重围困，势如铁桶一般。杜松得知萨尔浒大营兵已经溃散，待援无望，便欲率军奋力杀出重围。然而，八旗兵已经集中全部兵力，团团围住，两军自午时一直杀到酉时，杜松率领少数亲兵砍杀数里，到达坎钦山（今抚顺营盘西）仍不得脱身。最后，他已经精疲力竭，又突然面中一矢，落马而死［23］。跟随的士兵，有的幸而得脱，有的投崖而死，还有的隐蔽在山石间或伏匿于死尸下，只有少数人投降。
杜松所部两万五千多人，其中有一万多人战死在疆场。副手王宣、赵梦麟等主要将领都阵亡了。逃回来的主要是萨尔浒大营和右翼营游击刘遇节所部的士兵。连总兵官的令箭也落入了八旗兵的手中。作战双方都损失惨重，疆场上的尸体、兵器漫山遍野，鲜血染红了浑河岸边的战场，染红了塞北白茫茫的雪原。
杜松将军所率领的抚顺路军，虽然名为两万五千多人，实际能战的只有近万人左右，而其中骨干力量是家丁，其余大部分兵卒都懦怯不堪［24］。据战后统计，抚顺路逃兵多达一万四千多人。由此可知，明朝封建统治阶级的腐朽，导致军无斗志已经达到了何种状况。
开原、铁岭路军，最初由经略杨镐等确定，从三岔口（今铁岭东南三岔子）出边。三月初二日必须赶到二道关与杜松军会师，再向后金都城赫图阿拉前进。总兵官马林对于出边的地点很有意见，坚持要从靖安堡（今辽宁省开原县东“尚阳堡”）出边。他舍近求远，绕北而行，这是马林退缩不前的表现。当时，开原兵备道佥事潘宗颜向经略杨镐建议说，他深知马林的为人，如以马林任开、铁路军主帅很不妥当，还表示他与庸懦无能的马林难于共事。要求经略更换开、铁路军主帅，应以马林为副手，作为后援。并严肃地指明了后果，即若不更易主帅，不但误了军机大事，我等也将自身难保［25］。对于这样一个十分严肃的间题，经略杨镐竟置之不理。
二月二十八日，马林率领一万五千多士兵［26］出发了。由于没有按照自己的意见从靖安堡，而是从铁岭向三岔口出兵，所以马林一踏上征途，行军速度就十分缓慢。按师期规定三月二日，开、铁路军当与杜松军在二道关会师，可是，他已经出兵到第四天头上，即二日中午了，仍然驻营在三岔口外的稗子谷，不肯前进。当他听到杜总兵已经提前一天到达浑河，才整军向二道关方向赶去［27］，可是这时，杜松军已经全部被歼。
三月初二日夜间，马林统兵来到五岭关附近，得知杜松已经败亡。统兵主帅马林顿时不寒而栗，士卒也个个丧胆，全军异常震动。马林事先不设哨卒，对于后金八旗兵的情况，一概不知。三日清晨，他听说大英明汗努尔哈赤已经统率八旗兵向开铁路军攻来，惶恐万状，急忙避开敌锋，率领近万人向尚间崖（今辽宁省抚顺县哈达附近）集结。游击龚念燧、李希泌等率领少数兵力，集结在斡珲鄂谟瓦湖木（今辽宁省抚顺大伙房水库中）。开原道佥事潘宗颜也率领几千人集结在距尚间崖三里远的斐芬山（在尚间崖东）。开铁路军虽然三分兵力，各自据守，似有互为特角之势，但由于敌我力量对比众寡悬殊，军心不稳，主帅实际上已经摆出先逃的架势。
三月初三日拂晓，后金国大英明汗努尔哈赤已经把防守开铁路军的兵力与攻击杜松军的兵力会合一处，向马林军杀来。大贝勒代善率兵三百先到了尚间崖，以牵制并观察开铁路军阵势，又集结后继兵力与马林所部对阵。四贝勒皇太极先到了龚念燧营地斡珲鄂谟瓦湖木，造成了对明兵的分割局面，并向龚念燧军发起了攻击。由于龚念燧所部的兵力过弱，战不多时，全军战败。龚念燧与所属官兵都战死在疆场。这时，努尔哈赤泰然自若地观看四贝勒皇太极率兵追杀明军。忽然，探卒报告说，尚间崖的明兵大营，将有所动作。努尔哈赤便亲临尚间崖，只见明军已经在尚间崖挖了三道战壕，布列火器。努而哈赤对大贝勒代善说，派兵先占领山头，向下冲击，明军必然大败。大贝勒刚要下令，见明军壕内壕外已经合兵。努尔哈赤又及时传令：明军将要出战，可以停止登山，令士卒都下马步战。这时，明军前队已经逼近，大贝勒没有下马步战，就策马统兵冲入明阵，二贝勒、三贝勒及其所部军卒都合力冲杀，两军刀舞枪刺，棍战在一处。战不多时，明军前队溃散，纷纷后退。后金六旗兵乘势一直冲向尚间崖大营。明大营兵稍示抵抗就败下阵去了。只有副将麻岩、丁碧、郑国良等率领少数士兵，进行了顽强的抵抗。由于后营兵的溃退，结果众寡不敌，诸将阵亡［28］。
总兵官马林坐镇尚间崖大营，当前锋营接战不久，稍一失利，他便率领后军先逃了，其后所部近万人狼狈相随，一直逃至张家楼子，才收住脚步［29］。
由于开铁路军统帅畏敌如鼠，在出边地点的选择上计较再三，迟疑坐困，贻误军机，使杜松军失援