官兵军心大震，开始骚乱。
孙传庭急令陈永福率豫兵留守兵营，自己率陕西兵分路撤退，决心打通粮道。豫兵不服，也随之溃退。农民军则乘势猛攻，杀得官军人仰马翻。此役孙传庭部被杀4万余人，损失甲仗马骡数十万，最后孙传庭和高杰仅率数千人北渡黄河，绕道山西垣曲县而至潼关，与白广恩会合。
崇祯帝接到败报后，十分震怒，下令削去孙传庭督师、尚书之职，但仍令其以陕西总督的身份收拾余兵固守潼关。不久，又升白广恩为援剿总兵官，挂荡寇将军印，拨给兵员3万，与孙传庭一道守关，以阻李自成部进入陕西。但此时的孙传庭、白广恩，哪里还能守得住潼关呢?
十月初，李自成、刘宗敏统率主力，进攻潼关，同时遣偏师由河南邓县取道商洛地区，进攻陕西，约定在西安会合。
孙传庭当时令高杰、白广恩分驻关外，自己则坐镇关城。
十月初六日，李自成部发动进攻，高杰、白广恩先后溃退，潼关也随即失守。
孙传庭收兵渭南，企图固守。农民军乘势再攻，渭南城破。孙传庭及监军乔元柱被杀(一说两人是死在潼关的)。
李自成于十月初十日再下临潼，并于次日抵达西安城下。
西安是秦王封地。秦王朱存枢富甲天下，是有名的富藩。户部尚书倪元璐曾向崇祯帝建议，让秦王拿出财产来助饷，说与其今后让贼寇拿去，还不如趁早用于享军。崇祯帝没有答应。此时陕西巡抚冯师孔退守西安，城中已无兵可用，便留下了途经西安的5千四川兵守城。官员们劝秦王出点银子，置些棉衣犒军，一来可给士卒防寒，二来也可激励士气。未料秦王竟一口拒绝。
守城副将王根子十分不满，竟约农民军献城。十月十一日，王根子依约大开东门，农民军一拥而入，一举占领西安。巡抚冯师孔、按察使黄、知府简仁瑞、知县吴从义等被杀。
