刘进忠投降, 也将大西军在凤凰山一带的驻军分布、虚实全部都告诉给吴三桂和尼堪。
得知这时大西军人马虽多，但的几员主将孙可望、刘文秀、艾能奇、冯双礼等人这时都不在张献忠的身边，吴三桂认为应该抓住战机，立刻出击，但尼甚对此却半信疑，又担心大西军人马众多，因此也举棋不定。
吴三桂见状，决定独自出击，在顺治三年（年）十一月二十六日，下令以刘进忠为向导，部将高大节率领精锐骑军，轻装疾进，出其不意，对大西军发起突然袭击。
二十七日清晨，清军隔太阳溪与张献忠的大西军相遇。面对这意外的突然来袭，张献忠率军创促应战，指挥大西军马步兵迎战清军。
中午十二时左右，吴三桂率大军赶到战场，遣部将胡国柱向大西军右翼进攻，郭壮图攻击大西军左翼。自己亲率人马，中路进攻，战斗打得非常激烈，一直打到黄昏时分，大西军终于抵挡不住，全线溃败。
就在这时，张献忠带着十几名卫士在太阳溪边督战，刘进忠为吴三桂指点道：“这就是八大王。” 吴三桂立刻下令，向张献忠齐发乱箭，在混乱之中，张献忠中箭身亡，清军大获全胜。而这时马宝、夏国相也攻克了成都。