沈砚之带着预备队，位于老君沟伏击圈东北方约三里的一处小山包上，这里视野较好，可以俯瞰大半战场，又能及时策应各方。
时间在紧张的等待中一分一秒过去。冬日的上午，天色阴沉，寒风呼啸着刮过光秃秃的丘陵和沟壑，卷起地上的枯草和雪沫。埋伏的义军将士们，紧紧握着手中的武器，身体伏在冰冷的地面上，忍耐着寒意和焦灼。
巳时初（上午九点左右），西面官道方向，终于传来了动静。
先是几声零星的枪响，像是远处爆开的豆子。紧接着，马蹄声和杂乱的脚步声由远及近，还夹杂着一些呼喊叫骂声。
冯占魁和他那五十个弟兄，出现在官道尽头，正向着红瓦店方向“狼狈”逃窜。他们一边跑，一边不时回头放几枪，队形散乱，旗帜歪斜，有些人还故意把包袱、水壶之类的东西丢在路上，俨然一副溃败逃命的模样。
在他们身后约一里处，烟尘扬起，一支打着清军绿营旗帜的队伍紧追不舍。这支队伍大约一千五六百人，排着还算整齐的行军队列，最前面是几十个骑兵开道，后面是步兵，中间还夹杂着几门用骡马拉着的轻型火炮（可能是劈山炮或子母炮）。队伍中一面“何”字将旗在风中飘摆。
“来了！”埋伏在各处的义军将士们精神一振，纷纷压低身子，握紧了武器。
冯占魁等人“逃”到红瓦店村口，略作停顿，似乎想据村抵抗，但看到后面清军追近，又“惊慌”地继续向东逃去，穿过了红瓦店，直奔老君沟方向。
清军队伍中，参将何宗宪骑在一匹青骢马上，用马鞭指着前方“溃逃”的义军，对左右笑道：“果是一群乌合之众！稍一接触便望风而逃！传令，加速追击，务必全歼此股匪类，拿住匪首，本将要在山海关城下，用他们的头祭旗！”
副将有些疑虑：“大人，匪军败逃如此之快，会不会有诈？此地离山海关已近，地形渐杂，需防埋伏。”
何宗宪不以为然：“埋伏？就凭那些刚拿起锄头的泥腿子？他们若有胆量设伏，方才就不会一触即溃了！速追！别让他们逃回关城，凭坚据守就麻烦了！”
军令传下，清军加快了步伐，骑兵更是率先冲出，试图咬住冯占魁的尾巴。
冯占魁回头瞥见清军加速追来，心中暗喜，脸上却装作更加惊慌，催促手下弟兄：“快！快！往沟里跑！进了沟就安全了！”五十余人连滚带爬，冲进了老君沟的沟口。
清军骑兵追至沟口，略一迟疑。但见沟内道路蜿蜒，两侧山坡陡峭，枯木丛生，寂静无声，只有前面“溃兵”的身影在林木间隐约闪动。带头的一个骑兵哨官立功心切，又觉得对方已是惊弓之鸟，便一挥手：“追进去！别让他们跑了！”率先策马冲入沟中。后面的步兵大队，在何宗宪的催促下，也陆续开进沟内。
沟底官道宽约两丈，因冬日干旱，地面坚硬。一千多清军，拉成长长的队伍，在沟底行军，火炮和辎重车辆行进缓慢，使得队伍更加绵长。
当清军前锋已过沟心，后队大部也进入沟内时，埋伏在北侧高坡上的赵铁柱，猛地站起身，举起手中的腰刀，用尽平生力气大吼一声：“弟兄们！杀鞑子！”
“杀——！”震天的怒吼从沟两侧的丘陵后爆发！
北侧高坡上，两门劈山炮率先发出轰鸣！虽然准头欠佳，但实心铁弹带着凄厉的呼啸砸入沟底清军队列，顿时人仰马翻，引起一片混乱！紧接着，数十杆抬枪、土炮也相继开火，喷射出的铁砂碎石像一阵暴风骤雨，覆盖了沟底一大片区域，清军惨叫声四起！
“有埋伏！中计了！”沟底的清军顿时大乱。军官们声嘶力竭地呼喝，试图整队。但狭长的沟底地形限制了他们的展开，两侧不断飞来的枪弹、弓箭（义军中有不少猎户，弓术娴熟）、甚至投掷下来的石块，让他们无处躲藏。
“封住沟口！”赵铁柱又是一声令下。
埋伏在沟口东西两侧的六百义军，呐喊着冲杀出来，用事先准备好的柴捆、拒马、甚至翻滚的大石头，迅速堵塞了官道，截断了清军的退路。这些义军手持大刀、长矛、钉耙、铁锹等各式武器，红着眼扑向试图向外突围的清军后队，双方立刻在沟口展开了惨烈的白刃战！