外，骑兵还负责侦察与联络。炮兵部队就在中军，为了加快炮兵的行进速度，林清华特意做了一批两轮挂车，将炮车与挂车连接在一起，就组成了一个四轮车组，十门重炮由六匹马拖拽，其他的炮则由双马拖拽，挂车上除了装着弹药之外，还可供炮兵乘坐，这样一来，炮兵就不会拖步兵的后腿了。虽然平虏军的装备没有镇虏军的好，但由于平虏军的大炮特别是重炮很少，因而两军的行进速度相差并不多，两军相隔着百里遥相呼应。
就在明军向北挺进的时候，多尔衮也没闲着，自从三天前接到派往江南的细作的报告，说明军在扬州集结，似有北伐之意后，他就召来众臣商议。由于此时清军的精锐部队正在向潼关集结，准备消灭李自成，而在直隶、山东河南西部的只有不到两万八旗兵，剩下的全是投降的汉军，因而其所面临的形势还是十分危急的，况且山东、直隶义军蜂起，一时难以剿灭，更增添了多尔衮的忧虑。
来的人中以旗人居多，只有少数几个汉官，而且多是已当了多年奴仆的老臣。汉官多主张将精锐从西边调回来，先将明军击退，然后再灭李自成，但满官不同意这种做法，他们认为明军战斗力差，现有的两万八旗军加上汉军就能把明军击退，用不着调兵支援。两派观点互不相让，最后还是多尔衮决定双管齐下，一边令多铎率领五万精锐满蒙骑兵日夜兼程赶往曲阜，一边令山东巡抚方大猷将全部人马集中起来，然后也开赴曲阜，准备迎击明军，并且任命王文奎为保定巡抚，全面负责剿匪，限其一个月内剿灭直隶南部的义军，以打通南北交通线，确保清军的粮草供应。
经过七天的行军，明军已抵达徐州城下，史可法命令将粮草囤积于此，派吴志葵率领全部水师驻扎于此，与城中的两万守军共同确保粮草的安全与供应，在补充了给养并休整了两天后，十四万明军拔营北上，迅速向前突进。一路之上未遇抵抗，沿途还收编了数万起义军，人数迅速扩大到近二十万人。经过五天的快速行军，正月十八，明军抵达曲阜西南的程家庄，在此与清军的一支侦察部队发生了一场遭遇战，在击溃清军之后扎下营来，史可法令诸将速来中军议事。
史可法说道：“今日之战只是小胜，不可轻敌。据探马来报，清军大队人马就驻扎在曲阜，主将是多铎，其人据说是清军第三猛将，所带蒙古爱松古部骑兵骁勇异常，堪称天下骑兵中的精锐。清军主力据估计为二十五万人，其中满蒙八旗为八万左右，汉军约十八万，但多是乡勇和降兵，战斗力并不很强。经过与威毅侯林大人、兵部侍郎陈大人的商议，本督决定明日就与清军决战，此地一马平川，最利清军骑兵冲击，明日需多备拒马，必须步步为营，不可浪战。现在诸位就回各营备战，明早辰时大军齐出，林大人率镇虏军从东面向西进攻，陈大人率平虏军从南面向北进攻，其余诸将率军紧随其后，两路夹击，务必将敌满蒙精锐歼灭，本督在此恭候诸位佳音，诸将可曾听明白？！”
众人齐声应道：“末将明白！”随后便奔回各营备战。
林清华带着镇虏军开到离曲阜只有二十里的地方，是诸军中与敌军相距最近的，清军的营垒已隐约可见，他将部下分成两部分，一部负责警戒，一部则砍伐树木以便在城东扎营，由于所带拒马数量不够，他特别让随军的铁匠和木匠连夜赶制拒马，将其斜插在营外三十仗的地方，以阻止清军骑兵冲击。
清军怎能容忍明军在眼皮底下扎营？八千精锐骑兵在一个时辰之内就向镇虏军发动了三次大规模的冲击，但均被早有准备的镇虏军士兵的排枪击退，除了在镇虏军阵前留下三千多具尸体外一无所获。清军本想再集中更多的人马进攻，但陈子龙的平虏军就驻扎在西南三十里外，与林清华的镇虏军互成犄角之势，遥相呼应，加上天色已晚，只得收兵回营。
曲阜城中的多铎听说三次冲击均以失败告终，气得大发雷霆，欲亲自领兵出战，但被山东巡抚方大猷劝止，他说道：“如今天色已晚，敌军虚实不明，况且明军南大营似有出击之势，不如等到明天再与明军决战。若是王爷咽不下这口气，不如今晚派人去偷营，让那明军不得休息，疲惫不堪，也好明日轻松胜之。”
当晚多铎亲率三千八旗步兵和一万汉军步兵前去偷营，欲将火箭射入明军大营，但林清华早有准备，军中士兵分成三班休息，轮番守夜。清军离大营还有半里地时就被发现，待其离大营还有三十丈时，看到镇虏军军营一片漆黑，多铎以为计谋得逞，命部下将火箭点燃，正想下令放箭时，却听到明军军营中有人暴喝一声：“开火！”接着便是一阵轰鸣和闪光。黑暗中清军士兵手里的火箭就是最好的目标，因此明军放枪无不中，三千清军活着回去的不到五百，连多铎的大腿上也被炽热的弹丸划开一道血痕，若非几个亲兵充当肉盾，只怕多铎的两百多斤就交代在这里了。而多铎所带来的汉军步兵见势不妙，不顾多铎的严厉呵斥，撇下身后惨叫连连、东躲西藏的八旗兵，撒开两腿就往后跑。
多铎气急败坏的回到城中，欲领兵再战，但大腿上血流不止，只得作罢。但他的怒气无处发泄，一腔怒火全发泄在汉军身上，将那逃跑汉军的军官全部斩首，每个士兵各打二时鞭子，并传令说明日大战由汉军做先锋，凡后退者全家问斩。诸汉军士兵见到明军势大，早已萌生怯意，忽又听到多铎的命令，更是人人自危，一些胆小的联络好同乡，连夜开溜，但被八旗兵的巡逻队抓住，多铎闻讯，更是怒不可遏，除了将逃兵以五马分尸之刑处死外，把他们的长官也一同处死，这一下更是人心惶惶。
与清军闹哄哄的情景相反的是镇虏军，上下同心，同仇敌忾，经过一也的休息，第二天一早，天刚蒙蒙亮，镇虏军军营中便一片人欢马叫声。林清华也早早的起来了，昨天晚上他根本就没怎么睡，毕竟这是他第一次指挥战斗，躺在床上怎么也睡不着，三番两次的起来巡视，直到早上才睡了不到一个时辰，随即便被军营中的各种声音吵醒。他将所有军官找来，做了一次短短的战前动员，命令陈唯一率领两千步兵留守大营，但要随时做好出击的准备，他自己则率领主力出战。
林清华不时的向亲兵询问时间，亲兵则不停的跑去看沙漏，林清华觉得确实该给军队配备钟表了，沙漏实在太不方便，但现在的中国还不能制造钟表，看来只有等以后再说了。
辰时一到，林清华立即命令全军出击。由于这里是平原，所以林清华将部队排成一字横队，前、中、后共三组，每组派成五排，将骑兵分成两部分，分别保护左右两翼，炮兵则紧随步兵身后，大军缓缓前进。
而此时的清军也已在城下列队，准备以逸待劳，在城上数十门火炮的支援下痛击明军。多铎骑在一匹黑马上，由其亲兵簇拥着站在南门外，他将一名亲兵端来的一碗鸡汤一饮而尽，然后用满语喊道：“八旗健儿天下无敌！此战必定名扬天下，凡捉住敌方将领的人，本王立即向皇上请命，封他为巴图鲁，并把本王枪来的那三十个蛮子美女赏赐给他！”众八旗兵丁闻声叫好，列在最前面的汉军士兵听不懂多铎在说什么，但就算是听懂了，恐怕也没心情欢呼，眼下最要紧的是如何保命，他们互相打着眼色，用家乡土语低声串联着。
林清华指挥着部队继续西进，他有些后悔把大营扎在二十里外，现在他不得不命令士兵停下来，一边整队，一边休息，此时距城墙还有六里。林清华远远望见南边的明军也停住了，不过他们离城墙更远。
林清华向城墙望去，发现东边城墙上腾起几股浓烟，过了一会儿又听见几声“隆隆”声，“清军开炮了！”林清华心中想着。果然，片刻之后离镇虏军的前方二三里的地方腾起一阵尘土，之后清军便不再放炮，显然发现明军还远未进入射程。清朝山东巡抚方大猷站在城的东门城楼上，尽力隐藏着心中的不安，因为他发现从东面来的这支明军与他以前任大明分守道丞时见到的明军大不一样，虽然离的尚远，看不太清楚，但军队的阵形他还是看得见的，这种阵形他从未见过，而且更为重要的是步兵后面的那些马车，直觉告诉他那是大炮，并且是那种最大的红衣大炮，为了验证一下己方大炮的射程，他下令打几炮，结果让他更是惴惴不安，从个头上看那些明军的大炮比自己的大炮要大，那么它们的射程是多远呢？他有些后悔，自己当初怎么回投降李自成呢？原以为李自成是个改朝换代的主儿，没想到那么快就被清军打回去了，自己本想南下的，但那“顺案”又逼着自己回到北方，万般无奈下投降了多尔衮，那多尔衮倒是看得起自己，还升了自己的官，但这官又有什么好呢？若是这明军攻入城中，非杀了自己不可，想到这里，他摸了摸光光的脑门，进而忽然想到假如自己能不死，那将来怎么回去见自己的父母和亲族呢？他越想越乱，只觉得眼前一黑，便晕过去了。
得到方大猷在城楼上昏过去的消息后，多铎眉毛一皱，向亲兵说道：“这南蛮子就是虚弱，除了会读什么圣人书，还能干什么？又不会骑马，又不会射箭，见到打仗就头晕，正好给咱们精于骑射的满人当牛做马。诸位可要记住了，大清得了天下之后，可千万不能丢掉了骑射之术，掉了骑射之术就是丢了江山。”众亲兵齐声称是。
林清华让部队休息了一刻钟之后，见到南路明军已接近了城墙，他就下令继续前进。待部队来到距城墙四里之外的时候，林清华再次命令部队停下，因为这里已进入自己大部分大炮的射程之内了，而清军的大炮却打不到自己，他决定就在这里设立大炮阵地。
很快镇虏军的大炮就架好了，林清华将所有红衣大炮架设在步兵方阵后方五十丈后，令步兵排好队形，正面为一万五千人，并且将所有的拂郎机炮架在正面，以便用霰弹攻击敌军，侧面各有三千人，后面有一千人，剩下的两千多名步兵则居于方阵的中间，充当预备队，三千名骑兵则在侧翼游走，林清华给他们的任务是消灭任何接近方阵的敌军炮兵。
炮手们手脚麻利的装好弹药，静静的等候着林清华的命令。林清华却并不急着下命令，因为他知道清军的主力在南边，自己这边只有不到三万人，他可不想这么快就把他们引到这边来，他要等南路明军赶到。
当南路明军行进到距城墙五里外并也摆好了阵型后，林清华大喊道：“炮兵自由开火！集中火力攻击东门！”
随着这一声命令，数十门红衣大炮同时开火，由于炮兵训练精熟，而且早已测好了距离，因此头一轮射击就命中了东门。由于此城是个小城，城墙又年久失修，因而东门被这第一轮炮轰塌了，有几个炮弹落入城门前的清军中，立时引起一阵骚动。
多铎听到明军的炮声，知道明军的进攻开始了，于是他将腰刀抽出，大喊一声：“进攻！”随着他的令下，数万清军八旗兵驱赶着数倍于己的汉军，从南门与东门同时向明军发动了进攻。
冲向镇虏军的是两万八旗兵和六万汉军，其中八旗兵全是骑兵，汉军全是步兵。他们先是缓步前进，步兵居中，骑兵则不紧不慢的跟在两翼，待行进到离明军还有一里地时，那清军将领发一声喊，众人遂由缓步变为小跑，接着便由小跑变为快跑，清军骑兵则以雷霆万钧之势从两边压了过来。
早在清军冲击之前，林清华就命令骑兵进入方阵，并令步兵做好射击准备，预备队则上前加强两翼，所有的步枪全部上好刺刀。清军很快就冲了过来，但迎接他们的是密集的弹雨。镇虏军士兵采用的是双排射击法，即最前面的两排士兵中，第一排蹲下，第二排站立，随着军官的口令同时射击，射击完毕后回到队列的最后面装填弹药，而第三四排的士兵则走上前接替射击，以此连续不断的循环往复，从而形成密集的弹雨覆盖敌军。
遭到迎头痛击的清军步兵一下子就乱了，前面的人向两边跑，后面的人则调头向后跑，经过昨夜的事件，汉军士兵早就人心涣散，此时更是无心战斗。后面督战的八旗骑兵见状，立即鞭抽刀砍，好不容易才将汉军又组织起来，再次发动进攻，但很快又被一阵弹雨击垮，这一下汉军彻底崩溃了，没命的向后跑，遇上阻拦的骑兵就一拥而上，刀砍枪扎，这一下督战的两千八旗骑兵倒是被消灭了一多办。那八旗将领见此情景便令丢下步兵，单独向明军进攻，众骑兵围着明军的方阵边绕圈边放箭，镇虏军中已出现了伤亡。待所有的清军都奔到镇虏军两翼，而镇虏军的前方再无清军的士兵后，林清华立即命令正面的士兵从中间分成两部分，分别向两侧直本出去，待方阵变成一个倒“几”字形后，清军便被来自身后与侧面的火力夹击，在密集的弹雨下，清军骑兵成片成片的倒下，到了最后，清军骑兵只剩下不到一千人，他们见势不妙，慌忙向北落慌而逃，但明军的子弹还是追上了他们，最终逃出生天的不超过五百人。这场一边倒的屠杀只持续了不到半个时辰，而镇虏军的伤亡人数还不到一千人，其中阵亡人数是三百人。
林清华很满意部下的表现，虽然他觉得伤亡人数还是有点高。他转头望向南路明军，发现他们仍在混战，他立即命令炮兵调转炮口，对准清军的侧翼和后队猛烈开火。此时镇虏军用的炮弹还是实心弹，用于攻坚很不错，但对付步兵威力太小，直接打中固然厉害，但若落在身边则没有任何杀伤力，林清华虽然很想装备爆破弹，但时间不允许。
见到炮轰并无多大的作用，林清华一边催促挂好炮车，一边传令部队向清军侧翼推进。
多铎与南路明军陷入苦战，由于南路明军仍是冷兵器与火器混合部队，就连平虏军也有三成的长矛手，因而双方一时陷入胶着状态，虽然林清华也曾向陈子龙传授过火器战法，但