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，但陈子龙毕竟没有接触过全火器部队，思想僵化，还是用的老方法训练部队，因而平虏军虽然火器比例高于普通明军，但在南路军中仍无法起到顶梁柱的作用。南路明军中的四阵兵中，除了高杰的部队外，都是老弱兵，许多以前都没有参加过战斗，开始时受到激励，士气还算高涨，但一与清军接战，就慌了，若非与清军人数差不多，只怕早已溃散，而那些刚加入明军的义军就更是不堪一击了，已先后有数千人开溜，万幸的是并未带动全军，但是南路明军已渐渐显出疲态，逐渐处与下风。
多铎领着亲兵杀得性起，“唰”的一声砍飞一名明军小校的脑袋，正在此时忽然听到手下来报，说是东门的清军已全部崩溃，而那进攻东门的明军则向着南门而来，他的脑子一阵眩晕，正是因为进攻东门的明军人少，他才将重兵摆在南门的，实在是没想到那支明军的战斗力这么强悍，才半个时辰就将东门守军击溃了。
多铎大喊一声，令部下加紧进攻南路明军，希望能在东路明军到来之前将其击溃，以便全力迎击东路明军。但事与愿违，东路明军很快就杀过来了，多铎只得令副将率领五万步兵去阻挡东路明军。
林清华令镇虏军排成人字型阵，骑兵负责监视后方，所有的大炮与步兵平齐，炮管呈水平放置，全部装填霰弹。多铎的副将领着五万汉军冲到镇虏军阵前，汉军中火器很少，弓箭也不多，根本不可能与全火器的镇虏军对抗，只一个回合，就崩溃了，在明军阵前留下了近万具尸体，剩下的汉军士兵则向炸了窝的羊，没命的向西逃窜，而且带动了多铎主力部队的后队，多铎部队立即陷入混乱状态。
陈子龙见到林清华来援，立时让亲兵们齐声高声喊道：“弟兄们！援军来了！加把劲！和镇虏军的弟兄们夹击鞑子啊！”众明军士兵听到援军到来，顿时士气大振，个个奋力向前，将正处于混乱状态的清军向北压退半里地。
林清华击退了前来迎战的清军，立即命令向多铎主力开火。多铎受到侧面猛烈火力的突然打击，部队更是溃不成军，其下属的汉军部队已逃走了一多半，剩下的汉军也是兵无斗志，四出乱跑，将满蒙八旗的精锐部队也冲散了。
多铎见状，心知大势已去，但他是心高气傲之人，怎会轻言放弃？他将手中那粘满血污的大刀猛的一挥，向身边的亲兵喊道：“把本王的帅旗给我！吹号！把所有骑兵其中起来，冲击东路明军！一定要把他们打垮！”说完便接过亲兵递过来的帅旗，用左手拿住，拼命的挥动着，与此同时，身边的十几个亲兵一起吹响了角号，“呜呜呜”的沉闷角号声响彻战场。
听到主帅的角号声，正在驱赶汉军的满蒙八旗骑兵纷纷丢下汉军士兵，迅速集中到主帅身旁，片刻时间多铎身旁就集中了近五万剩余的八旗兵。多铎手中的帅旗在空中停留了片刻，突然，他将手中帅旗猛然向前一挥，同时双腿一夹马肚，如离弦之箭般冲向东路明军，其部下的骑兵见到主帅如此奋不顾身，当下也是个个争先恐后，催马冲出，整个清军马队就像是沸腾了一般，以雷霆万钧之势向镇虏军压了过来。
林清华早在多铎集合部队时就做了准备，他命令士兵暂停射击，将人字队形改为一字阵型，同时命令采用三排射击法，即第一排匍匐射击，第二排蹲下射击，第三排站立射击，大炮也装好了霰弹，就等着清军自投罗网了。
待清军冲到镇虏军阵前七八十丈的时候，林清华下令：“自由射击！”于是士兵便在各自军官的指挥下纷纷开火射击。在这片致命的火网中，清军骑兵纷纷倒地，有的是马匹中弹，骑兵被压在马下动弹不得，有的是骑士中弹，只剩下受惊的马匹驮着空荡荡的马鞍四处乱窜。清军不顾弹雨的阻挡，继续进攻，但除了丢下更多的尸体之外，一无所获。而南路明军在杀败了剩余的清军汉军之后，在陈子龙的指挥下，从后方和侧面掩杀过来，清军骑兵的伤亡更甚。
多铎早已杀红了眼，挥舞着帅旗在清军阵中督战，见到前面的骑兵冲不过去，他将手中帅旗一挥，高喊道：“八旗的勇士们！跟本王一起冲啊！”说完便一马当先，冲在队伍前列，眼看着明军的阵地越来越近，六十丈，五十丈，四十丈，三十丈，近得都可以看清明军的脸了，身边的亲兵一个一个的倒下，但他也顾不得看，顾不得想，“快到了，快到了！我就要冲过去了！豪格算什么？阿济格算什么？我才是大清第一猛将！”多铎心中想着，他瞪着一双血红的眼睛望着对面的明军士兵，他实在不明白，一向懦弱怕死的明军怎么会有如此的变化，为什么他们敢和清军野战？看起来这些士兵与以前的明军士兵没什么区别呀。突然，多铎看见明军阵中的一门大炮喷出一股浓烟，在他听到炮声之前，他就看到自己骑着的马的马头飞了起来，接着他感到胸口像被人猛击了一锤，然后他感到自己向后飞去，他看见自己那无头的马又驮着一具没有上半身的尸体继续跑了几步才倒下，忽然明白那具没有上半身的尸体正是自己的尸体时，他才睁着难以置信的眼睛死去。
多铎死后，战斗也很快结束了，五万八旗骑兵只活着逃走了不到两千人，小小的曲阜城四周全是尸体，战场的边缘四处游荡着无主的战马。这场载入史册的“曲阜会战”，只用了不到两个时辰便以北伐明军的压倒性胜利而告终，此次会战共歼灭清军十一万人，其中的八旗精锐几乎全军覆灭，另外还收降清军中的汉军三万人。经此一战，明军不仅收复了山东，而且歼灭了华北清军主力，使得北京的门户洞开，可以直接威胁北京。清廷得到曲阜残败的消息后，大为震惊，除了将准备进攻潼关的军队调回直隶外，也做好了撤往关外的准备。那些本已投降清朝的明朝官员听到这个消息后，也纷纷做好了再次反正的准备，偷偷的派遣心腹南下，向大明中兴皇帝表忠心。
战斗结束后，林清华向俘虏打听多铎的下落，但不得要领，正疑惑间，忽然得到部下禀报，说是发现一具清军将领的尸体，看样子是个大官，遂领着几个俘虏前去查看。只见那尸体从胸部断为两截，右手拿着刀，左手拿着清军的帅旗，怒目圆睁，满脸的胡子。待俘虏见到多铎那只剩半截的尸体，立即一眼认了出来，林清华便吩咐手下将其首级砍下，交与史可法，而史可法得到多铎的首级后，却不敢确定，又找了几个见过多铎的俘虏确认，这才肯定，于是他立即让人将多铎的人头用石灰腌了，装在木匣中，派了几名亲兵连夜带着多铎的首级和报捷的塘报回南京。
林清华费力的从多铎手中拿下大刀，他双手挥舞了几下，才发现异常沉重，单手根本提不起来，真是想象不出多铎是怎样用它打仗的，相比之下，明军的刀要轻便多了，难怪以前明军不敢和清军野战，这马背上的民族确实厉害，但现在已进