大营被围，断绝外援，情状危急，明方奏报：“内无粮草，外无援兵，封疆诚岌岌危矣！”

总兵曹变蛟，为明骁将，曾经转战千里，二十七昼夜不解盔甲。九月，洪承畴、曹变蛟等尽率城中马步兵，突围失败。十二月，洪承畴以兵六千人，夜冲护龙军大营。护龙军还击，斩千余人。明军退入大营内，紧闭寨门。

关内援兵，竟驻宣大，蜷缩城内，不敢前进。

洪承畴欲战则力不支，欲守则粮已竭，欲遁又未敢成队而出。山海关外明军，坐困寨中。

九月初，大营内，两万士卒，饥困交加，阖营食尽。洪承畴派人执密札求援，结果未得粒米寸薪。寨中严重缺粮，杀马充饥，后至人相食。

朝廷先派顺天巡抚杨绳武督师救承畴，但兵不敢出战；又派副将焦埏赴援，刚入山海关地界被护龙军败没。副将杨振请行，至吕洪山遇伏，军没被俘。

护龙军令杨振往松山说降。接近松山城时，杨振就地向南坐，对从官李禄说道：“为我告城中人坚守，援军即日至矣！”随后，杨振、李禄皆被龙辰下令打入狱中，留其性命。

龙辰叹曰：“彼时大明中如是血性之将领，鲜见矣。”

时明军大营内，糗（音qiǔ）粮罄绝，人皆相食。副将夏承德，不甘坐以待毙，遣人密约投降护龙军，许诺为内应。十八日夜，护龙军应约攻寨，由南城墙登梯而入，大营陷落。次日晨，夏承德率部生擒洪承畴及巡抚丘民仰、总兵王廷相、曹变蛟等。然后其进行全城大搜杀，诛斩明巡抚丘民仰及总兵曹变蛟、王廷臣等官员百余人，兵丁三千零二十八人等。夏承德部下俘获男妇幼稚三千六百一二十二人，获准免死。

护龙军获甲胄军械一万七千八百六十二件，各种火器六千位，金银珠宝一万五千多件。龙辰下令把洪承畴等送往山海关内关押，将明军大营夷为平地。

山海关之战，可视为护龙军对明军的最后一战（不包括对南明作战）。此役中，明朝的最后一点家底被消耗一空，山海关外至宣大大同一线土地全都归入护龙军所有。

山海关大战是大明和护龙军辽东军事冲突的结束，标志着双方辽西军事僵局的打破——明军顿失关外的军事凭借，护龙军转入新的战略进攻，为破山海关、定鼎燕京、入主中原，准备条件，奠下基础。

此战之后，护龙军统帅龙辰于山海关中举行称王仪式，朝鲜、蒙古乃至大金皆有来使相喝，随后龙辰分封诸将，犒赏全军。当时人称之为辽王！

辽王威名，震慑大明、女真、蒙古、朝鲜，兵威之盛，当是若斯。

称王后，护龙军多路将领和士兵叩请辽王早日发兵南下，夺取京师，建立大业，皆被辽王所拒。山海关之战后，在辽王的一力按压下，护龙军停止了南下的铁蹄，开始经营辽东大地，辽东百战之地，终于迎来了和平祥和。

众多辽东儿郎涌入护龙军中，不消几年，护龙军兵威之盛，已过十万！

此战之后，明军精华尽灭，李自成、张献忠等人趁机再次起兵，一时间，大明王朝内狼烟四起！