吴三桂任团练总兵，不限于练兵，同时也参加对清兵作战。

这是在三桂提升总兵的第二年，也就是崇祯十三年（清崇德五年，1640年）五月十八日，明兵与清兵在杏山（今辽宁锦县杏山）附近的夹马山发生一场遭遇战。原来，在杏山西五里台居住的蒙古多罗特部民，共有30家，60余人。他们秘密约降清朝，请求清兵前来接应，保护他们免遭杏山、松山、锦州等处明兵的堵击。正巧皇太极亲历锦州一带巡视，当即指令郑亲王济尔哈朗、多罗贝勒多铎、多罗郡王阿达礼等一批骁将率护军1 500人前去迎接这批蒙古人。清兵为躲过明兵的阻击，便于十七日夜偷过锦州城，次日即十八日，天还没亮，顺利到达杏山西五里台。护卫蒙古人急速回返。黎明，被明兵发现。《清太宗实录》，卷51，30页。驻防杏山的辽东分练总兵刘肇基率军出城迎战。他于七日奉命率5 000余精锐兵马自前屯卫起行，十一日赶到杏山“安插”。中国第一历史档案馆藏：《明档》第16号卷，4号。《清太宗实录》，卷51，30页记：“杏山总兵刘周智”，误，实为刘肇基。他闻警，即从所部5 000人中抽调3 000人马，从原驻守此城的明兵中调出300人，共3 700人，投入战斗。吴三桂在离杏山北十余里的松山附近驻防，一得到警报，立即出动3 000人马，“长驱直过杏山”中国第一历史档案馆藏：《明档》第16号卷，7号。。锦州总兵祖大寿会游击戴明率马步兵700赶来会战。很快，明兵集结7 000余人马，进逼清军。关于此役双方兵力，清官方明确记载：明7 000，清1 500。明官方无此记载，据吴三桂报告：“明盔明甲奴贼一万五千余骑”（见中国第一历史档案馆藏：《明档》第16号卷，7号），比清官方所报清兵1 500人增加了10倍兵力。又据刘肇基所部5 000人，战斗时出动3 000人是可能的，加之三桂及锦州兵马，总数达7 000，比较接近实际。但清方所自报兵力显系缩小。从战后双方损失相当，可知清兵至少在2 000以上。清将济尔哈朗为避开城下明步兵，引诱其骑兵出战，便把所部撤退到离城九里的夹马山地方，扎住阵脚，明骑兵紧紧追随，至阵前，明百余骑兵首先出击，呼喊冲来。济尔哈朗纵兵还击，分队冲入。紧接着，济尔哈朗挥众将冲入阵中搏战，清护军皆系精锐，勇猛异常，更兼有济尔哈朗、多铎、阿达礼一批悍将，特别能冲锋陷阵。三桂虽然不示弱，表现了高超的战斗技能，却敌不住对方的凶猛攻击。清兵以他为目标，迅速把他围在中间，他拼命冲杀，“与贼血战”，却无法出围，幸亏刘肇基及时援救，才使他脱离危险。明兵且战且退，在杏山城下，清兵不敢恋战，乘机回兵，明兵亦不敢拦截，任其通过。此役明兵“失亡千人”《国榷》，卷97，5865页；参见《明史·刘肇基传》，卷272，6982页。，副将杨伦、周延州、参将李得位等被俘，当场斩首。《清太宗实录》，卷51，31页4。三桂奏报：此役明兵“大获全胜”中国第一历史档案馆藏：《明档》第16号卷，第7号。，不尽符合实际。从副将杨伦等人被擒，亦可看出明兵损失不小。清兵损失与明兵大致相当。六月十五日，皇太极从沈阳发来一万兵马增援；十七日、十八日又“发披甲兵”，虽说是“发兵换班”，确“因杏山上阵损伤故”。中国第一历史档案馆藏：《明档》第88号卷，第7号。显见清兵为迎护蒙古多罗特部民付出了一定代价。