正当定国驻军长沙，准备迎战尼堪的八旗劲旅时，刘文秀亦率领五万大军逼近了保宁城下。
保宁府城三面环水，周十二里又三百三十步，城墙高三十三尺，宽十五尺，开四门，东曰望瀛门、南曰迎薰门、西曰瞻岳门、北曰拱极门，城墙每隔六十步筑有一处向外凸出的矩形墩台，可以让守军从侧面攻击敌人。此外，城墙外围还有一条宽三十尺，深十五尺的护城壕，可谓是一座易守难攻的坚城。
这几个月，尽管清军在四川战场节节败退，然主力犹存，城中守军仍有不下三万人，与城外明军兵力相差无几，这也给明军攻城带来了极大的不便。
为了尽快攻克清军在四川最后的堡垒，文秀当即在中军大帐召集诸将，共商攻城之策。
灭虏将军王复臣素来多谋善战，他遂以兵骄不可当死寇为由，向文秀进言道：“元帅，末将以为，我军围城兵力不足，当围三阙一，留出一条通道放清军突围。如此一来，我军方可以集中优势兵力，攻其薄弱之处，还能够避免吴三桂做困兽之斗，只待清军突围，我军便能够乘势追杀，一举将其击溃，收复四川全境了！”
刚刚被永历帝晋封为沅国公的黑虎将张先璧亦表示赞同道：“自明将军所言极是！此战若是演变成旷日已久的消耗战，对我军极其不利！为避免夜长梦多，我军必须尽快逼迫吴三桂弃城逃往汉中，此方为万全之策！”
然而此时，文秀却被胜利冲昏了头脑，他认为清军士气低落，已是不堪一击，王复臣提出的建议太过保守，一旦吴三桂突围逃跑，便无法达到全歼敌军的目的，当即不以为然地说道：“本帅却以为应当四面合围，不留缺口！并将主力摆在保宁城北，彻底堵死吴三桂逃往汉中的退路，一劳永逸地歼灭此敌！”
听了文秀的话，王复臣当场就急了眼，坚决表示反对道：“元帅万万不可！兵法有云，围师必阙！我军若放开北路，清军必将毫无斗志，弃城遁走，虽不能全歼清军，但却能够顺利收复四川！我军兵力并不占优，如果四面合围，清军无路可退，势必破釜沉舟，置之死地而后生，一旦被其反击得手，岂不是前功尽弃？”
文秀见王复臣反对自己的意见，心中很是不满，猛地拍案而起道：“自明将军，若是放吴三桂逃回汉中，他日必卷土重来，四川战事将永无平息之日！机不可失，失不再来，到时候能否还有今日之良机，未曾可知矣！”
王复臣亦肯不相让，依旧坚持己见道：“当年韩信背水一战，大破陈馀几十万大军！教训在前，不可不鉴啊！”
文秀此时志得意满，哪里还听得进去别人的劝告，一意孤行地下令道：“吴三桂坐困孤城，指日可下，莫非将军胆怯乎？本帅主意已定，毋须多言！王复臣，你且顺嘉陵江下行三十里后搭浮桥过江，在南城外结阵！张先璧，命你部围城西南！本帅亲自列阵于东北教场，扼守吴三桂之归路！军令已下，诸位且各自回营准备，等候攻城之令！”
见劝不动文秀，王复臣为顾全大局，也只能作罢，抱拳答应道：“末将遵令！”
帐中诸将也跟着虎吼一声，随即各自散去。
为了防止清军逃脱，文秀又下令分兵攻占葭萌关、梁山关，彻底切断清军的所有退路，然而此举也使明军本就未占多大优势的兵力更加捉襟见肘。
十月十一日，在隆隆的炮声中，文秀亲率大军蔽山而下，于保宁城东北校场兵分十三营，南自江岸，北至沙沟子，横列十五里。
文秀命大军以圆阵迎战，十三头战象居前各领一个营，手持盾牌、长枪的枪兵紧跟其后，接着是手持扁刀、弓箭的弓兵，最后是携带火炮、鸟铳的炮兵。
吴三桂亦不甘示弱，在北城布下重兵，一身戎装站于城楼之上，双手撑着城墙垛口对着驻马于城下的文秀高声喊话道：“本王久仰刘将军大名，今日终得一见，幸会之至！”
文秀隔着三十尺宽的护城壕，高举马鞭，指向城楼上的吴三桂，怒骂道：“吴三桂！你这个大明叛逆！鞑子皇帝不是封你为平西王么？本帅今日便要替天行道，送你归西！”
吴三桂自知已无路可退，遂亲自督率守军背水死战，明军尽管声势浩大，但由于兵力过度分散，在每个进攻点上都未能形成绝对优势。
激烈的攻防战整整持续了数日，城内守军伤亡过半，好几次都差点儿被明军攻上城墙，多亏李国英灵机一动，将城上所有旗帜都换成了八旗军的旗帜，趁着攻城明军惊疑之际，清军趁势发起反击，方才有惊无险地保住了城池。
尽管明军伤亡惨重，但文秀依旧不为所动，反倒加紧了对保宁的攻击，守军渐渐支撑不住，眼看就要破城。
望着城下层叠里许，蜂拥攻城的明军将士，吴三桂不禁有些绝望了，忍不住哀叹道：“本王戎马一生，始终能够逢凶化吉，不想今日却要命绝于此弹丸之地了！”
然而就在清点各门伤亡情况的时候，吴三桂突然发现西城守军的伤亡最小，他心中一动，立刻来到西城城楼之上，张目望去，只见城下明军兵力大概只有不到一万人，且军容明显没有北城那般严整。
“对面这支明军主将是谁？”吴三桂仿佛抓住了一根救命稻草，迫不及待地扭头问向旁边的李国英。
“王爷，对面是人称黑虎将的张先璧！”李国英连忙回答道。
吴三桂顿时面露喜色，重重一拳砸在城墙垛口上：“好啊！胜负的关键就在此了！那张先璧不是刘文秀的嫡系，兵力最少，战力最为薄弱！咱们若是能够集中兵力先行击溃张先璧，刘文秀必败无疑！李巡抚！你且继续坚守城池！本王亲率精锐杀出城去，是死是活就看这一击能否得手了！”
当吴三桂亲率一万精锐关宁铁骑悄悄打开瞻岳门，冲杀出城的时候，正赶上明军饭点，关宁铁骑如疾风骤雨般突入明军大营，见人就杀，逢人便砍，在猝不及防下，张先璧的滇奇营迅速被清军击溃，败军狼狈奔逃，又把附近王复臣的营寨也给冲乱了。由于明军背水布阵，一时间溃散的人马全都拥挤在嘉陵江边，互相踩踏，死伤无数。
王复臣身旁的亲兵皆被乱军冲散，只剩他孤身一人被几十名清军团团围住。王复臣一连手刃数人，却始终无法突出重围，见此情形，他知道已是无路可走，当即昂然怒吼一声道：“大丈夫不能生擒名王，岂可为敌所辱？”
说罢，遂引刀自刎而死。
张先璧带着溃退的明军一路向浮桥方向撤去，此时围攻北城的主力大军尚未动摇，只要能够尽快退过嘉陵江，死死守住浮桥，便还有反败为胜的机会。然而万万没想到，张先璧的弟弟张先轸由于已部战力不强，担心部下未战先怯，居然在几天前就将浮桥给砍断了，意图效法韩信，激励部下背水一战。
这个情况就连张先璧都不知道，更别说其他人了，当明军撤至原先浮桥的位置方才发现，浮桥已经没有了。大批将士因此无法过江，要么被追赶上来的清军砍死，要么落水淹死，竟是全军覆没。
随着王复臣部和张先璧部被清军全歼，战局已经彻底逆转，文秀无力回天，不得不下令全军后撤。
由于此战清军伤亡极其惨重，而刘文秀本部并未遭到多少损失，吴三桂担心明军反扑，不敢继续追击，连忙勒马停下，对李国翰言道：“本王生平未见如此劲敌，特欠一着耳！传令全军，速速鸣金收兵！”
在撤回保宁后不久，吴三桂又带兵退往汉中，在此重整旗鼓，休养生息。
再说文秀脱险后，收拢陆续溃散而来的残兵败将，这才发现五万大军经此一役就只剩下了不到两万人，包括王复臣、姚之贞、张先轸、王继业、杨春普等主要将领在内的三万将士，尽皆阵亡于保宁城下。此外，明军还损失了两千多匹骡马及三头战象，就连文秀的帅印都被清军缴获了。
见此情景，文秀不禁捶胸顿足道：“吾生平未尝见如此恶战！悔当初不听自明将军之言，今被其言中，吾军休矣！”
刘文秀和张先璧二人灰头土脸地回到贵阳，向孙可望请罪。见到文秀，孙可望顿时气不打一出来，怒气冲冲地斥责道：“你他娘的还有脸回来？这才刚打了几个胜战就忘乎所以！好嘛！被吴三桂打得是丢盔卸甲，连帅印都丢了！汝该当何罪？”
文秀并没有争辩，自责地说道：“臣弟一时疏忽，叫清军钻了空子，至此大败，愧对皇上重托！”
孙可望本就怒火未平，又听文秀提起永历帝，更是火冒三丈，忍不住破口大骂道：“鸟！你愧对的是老子！老子将白文选、王复臣及一干精兵悍将全都交给你指挥，你倒好，一意孤行，狂妄自大！那吴三桂是何许人也？连鞑子皇帝都要敬他三分，封他为王，在他面前，你有什么资格骄狂？五万对三万，你的兵力本就不占优势，还搞什么四面合围！若是让开北路，让吴三桂知难而退，逃回汉中，这战也就胜了！这下倒好，自以为能够瓮中捉鳖，结果却被鳖给咬了！你自己说该怎么办吧！”
文秀被孙可望骂得是无地自容，当即叩首认罪道：“臣弟有罪，请兄长责罚！”
孙可望本就忌惮文秀与定国二人联合与自己抗衡，今日这个大好机会又岂能错过，于是装出一副义正言辞的表情，厉声说道：“汝虽是孤的义弟，然军法无情，若不治罪将来如何服众？不过看在汝先前收复故土的功劳，孤决意从轻议处，只罢官闲居即可！汝且自行解除兵权，即刻返回昆明，闭门思过去吧！”
在处置了文秀后，孙可望又瞥了眼跪在一旁瑟瑟发抖的张先璧，继续说道：“张先璧临阵脱逃，以至保宁战局逆转，罪不可赦！立刻将其拉出殿外，乱棍杖毙！”
话音未落，就有两名彪形大汉气势汹汹地冲了进来，不顾张先璧的连声哀求，半拖半拽地把他拉了出去。
此后，文秀便被孙可望软禁于昆明，终日无所事事，郁郁寡欢。
而没来得及赶上保宁战役的北路军白文选部则在孙可望的命令下，从重庆东下抵达湖南，配合东路军作战。
十一月初，白文选率军进屯荔溪，前部距辰州仅四十余里，清军辰州总兵徐勇闻报当即督军渡过沅江，出城相战。
这徐勇乃是左良玉旧部，战力颇为强悍，自降清以来屡建功勋。明军先锋张景春没有想到清军这时候居然敢主动出击，一时没有防备，竟是大败亏输，自己也被徐勇一刀斩落马下，其麾下将领王忠、阎之美、姜祚昌、吴起顺、马佩、曹运期等人，亦被清军生擒活捉。
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