虽然联军主力已经撤离太原郊外，但是联军和闯军的战斗还没有结束，双方依旧有相当数量的部队在山西中部的苛岚州、定襄县等处州县交锋。
李自成亲提战兵六万渡过黄河以后，经过平阳府，立即直趋太原城下。李自成麾下的白广恩等将领，皆是孙传庭的故人旧将，他们熟悉秦军战术，才一交锋就立即发现敌人之中并无传闻中凶悍坚利的八旗兵。
闯军诸将，包括李过和牛金星在内，当时都因为大同之败和雁门之败的缘故，对八旗军的战斗力心有余悸，都认为清军没有出现在太原城下，显然是潜伏他处，另有图谋。
所以李自成并没有第一时间将主力部队投入太原战场，展开解围作战，而是驻军太原城城南的悬瓮山，立下大营，牵制孙传庭的攻城部队。并派李过率领一支精兵，向北迂回往天门关方向，沿途搜索清军兵马的踪迹。
这就给了孙传庭从容撤出晋中的机会——本来雁门之战以后，闯军留守山西的三万主力，大半覆灭，只有田见秀、姜瓖、任继荣在太原城拼凑出一万守军，形势危殆，根本不可能阻止孙传庭的攻势。
可是雁门之战结束以后，多尔衮立即改变了此前对孙传庭言听计从的态度，先是下令二万清军在太原攻城战时退兵石岭关，消极作战。不久以后，再前方探骑送来李自成已经渡河入晋的消息后，更是直接在没有提前通知孙传庭的情况下，直接退兵返回大同。
这几乎陷孙传庭一支孤军于李自成援军的团团包围之下，当时李来亨也和刘芳亮从固关方向出兵，有侧击孙传庭兵团的态势。如果不是李自成对于“消失的清军”心怀疑虑，没有直接开战，那么毫无疑问，孙传庭这一支三万人的秦军旧部，势必全军覆没。
崇祯十六年三月底，孙传庭利用闯军援兵尚在犹疑的机会，赶在李过切断天门关的退路以前，断然停止攻城，放弃了几乎将要攻克的太原城，立即退兵。
孙传庭命高杰殿后，全军北指，立即退往宁武关和雁门关设防。秦军在孙传庭的整顿之下，虽然纪律比之以前已经好了很多，但毕竟不比清军那样如臂使指、整齐划一，于闯军围堵下的紧急撤退，自然也是险象环生。
只不过李自成始终认为清军潜伏在太原以北的某地，所以不敢轻举妄动，只有李过一支轻兵对孙传庭北撤部队进行了尝试性的拦截。
但是李过兵力有限，只在天门关附近和高杰所部交战一次，闯军骑兵全部下马，以长矛结阵，依山阻击。秦军虽然拥有局部上的兵力优势，又是思归之军，可是因为地形缘故，居然被李过用少数兵力阻截了很长一段时间。
若非高杰的部将李成栋率领数百人穿林过山，在闯军侧翼打出清军旗号，使得李过在犹豫以后，以大局为重，主动放弃拦截，孙传庭整支军队，就差点因此陷入进退失据的地步里。
这之后，直到秦军一直撤回到雁门关和宁武关一线，李自成才慢慢确认了明清联军的撤退并非诱敌，而是确实径直撤回晋北。
闯军内部对于明清联军的突然撤退，也出现了不同的猜测和意见，如牛金星便认为孙传庭和多尔衮（他还认为孙传庭和多尔衮是一路人）突然北撤是由于孙传庭养寇自重的原因，李自成本人则认为明清联军突然撤围，主要应该是恐惧于李自成带来的闯军主力兵团，另一方面也可能是因为山西地形复杂，不利于发挥虏骑的优势。
但对孙传庭来说，秦军能够在大同之战和雁门之战的连续胜利以后，避免在太原城下的失败，在军队士气依旧比较高昂的情况下撤回晋北，已经是他能够预想到的最好情况了。