李定国等人考虑一直被顺军这样追击对军心士气的确大有影响，遂没有再劝，根据孙可望的军令开始部署。
反击地点孙可望就定在了定边营，军中仅有的四千余匹战马也统一归调东府大将张虎指挥，期以关键时候能给顺军重击。
一直向西急追，沿途没有遇到任何西军阻击的李成栋部一头撞了上来，结果在定边营以东南的三山堡被李定国指挥的西军伏击。
战事起初西军因为占了突然及地利优势，给了李成栋部极大杀伤，然而由于西军武器装备及辎重大多丢失，缺少后续攻坚能力，结果让李成栋成功稳住阵脚。其子李元胤率一支数百人的骑兵迂回西军东侧猛攻，李定国再三调兵反击都不果，眼看顺军越战越强，只得匆匆下令撤兵。
双方脱离接触后，顺军清点伤亡两千余，西军伤亡也不低于此数。