孙传庭的长处就在于擅长自力更生，积蓄力量。
柿园之役败归陕西后，孙传庭招兵买马、发展生产、置办武器，经过大半年的努力，陕西官军实力有显著增长。
孙传庭还发明了一种战车，上面装载火炮，车厢里存放士兵的衣服和粮食，名叫火车。这种火车共打造了二万辆，组成一个火车营，由总兵的白广恩统领。
火车打仗时可以用来冲击骑兵，宿营时可以作为栅栏保证野战部队安全，行军时还可以作为后勤运输工具，对于长途行军打仗，有一定的好处。
但是火车机动性差，在野战中往往容易吃亏，其防守和后勤的作要大于进攻的作用，在大规模的战事中自身难保，很可能会引发溃败，大规模发展火车，隐患也是显而易见的。
五月，崇祯命孙传庭兼督河南、四川军务，不久又封他为兵部尚书，改称督师，加督山西、湖广、贵州及江南、北军务，并赐予尚方宝剑。
八月，在崇祯的一再催促下，孙传庭在西安关帝庙誓师，统率总兵白广恩、高杰、牛成虎等部十万众东出潼关，同时檄调各路人马夹攻李自成。
李自成得知陕西官军出关的消息，亲统大军北上河南迎敌。
由于河南境内赤地千里，缺少粮草，李自成采取了诱敌深入的战略，把主力部队部署在郏县以南的地区，把后勤问题留给长途跋涉的官军。
由于民军放弃了潼关到郏县的广阔地带，陕西官军一路上“势如破竹”，八月上旬占领洛阳，九月八日攻战汝州，民军督尉四天王李养纯投降。
李养纯的投降后向官军泄露秘密，给民军带来很大损失，他报告说：民军的老营在唐县，精锐部队在襄城，地方上任职的文武官员屯聚在宝丰。
孙传庭根据这个情报采取了有针对性的行动，首先攻破宝丰，斩伪州牧陈可新等，然后挥师唐县，将安置在那里的民军家属斩杀贻尽。
九月十四日，官军和民军主力在郏县进行激战，民军战败逃跑，官军紧追不舍，果毅将军谢君友被俘杀，李自成本人也差点被擒。后来民军逃入襄城，官军也尾随而至。
面对危局，一些民军将士产生的投降的念头。李自成说：“别担心，我杀藩王，焚烧皇陵，罪在不赦，不妨再次决一死战，如果不能取胜，你们再杀我投降也不晚。”
这时老天帮了民军的忙，大雨整整下了七天，城外露舍的官军苦不堪言，由于道路泥泞，官军的粮车难以移动，官军的后勤出现问题。
官军希望破郏县获取给养，但是郏县早己坐吃山空，破城后只得到一些骡马，很快就被士兵们分食殆尽。
这时李自成派大将刘宗敏率一万名骑兵从小路抄到官军后方，切断官军的粮道，为了麻痹官军，李自成用大牌写下战书，约定日期同官军决战，以此牵拌官军。
士兵们有雨淋没饭吃，情绪开始浮燥起来，孙传庭无奈之下，只好决定回师迎粮，他命令河南总兵陈永福留守军营，自己统率嫡系陕西官军分路回师打通粮道。
陈永福部下士兵看到陕西官军走了，自己却被留下来忍饥挨饿充当替死鬼，都愤愤不平，也都跟在陕西官军后面撤退（前军移，后军乱），陈永福无法控制局面（永福斩之不能止），官军队伍大乱，民军乘机发起进攻，官军全线崩溃。
官军逃到南阳才缓过神来，调头迎战民军，双方展开大战。
民军战阵共有五重，第一重是饥民，第二重是步兵，第三重是骑兵，第四重是精锐骑兵，第五重是家属。
官军攻破了民军前三重战阵，与第四重战阵的精骑相持不下，鏖战中，白广恩部火车营招架不住，率先溃败。
火车营的溃败引发连锁反应，骑兵也招架不住逃跑，战场形势瞬间发生巨变，由双方互相厮杀变为一方追杀另一方。
民军倾巢而出，穷追不舍，一日一夜追杀四百余里，官军死亡四万余人，损失兵器辎重数十万。
此役，大明仅有的“一副家当”损失殆尽，成了待宰的羔羊，民军的战略问题也迎刃而解，扩大战果，乘势夺取关中，就像顺手牵羊一样简单。
十月，民军攻陷潼关，孙传庭死于乱军之中。崇祯怀疑孙传庭没有死，不予赠廕。
民军长驱直入，一路克捷，很快就包围了西安。
十一日，西安守将王根子打开城门投降，秦王朱存枢被活捉，陕西巡抚冯师孔等人自杀身亡。
占领陕西后，李自成兵分三路，追剿官军残余势力，肃清陕北并收取西北固原、宁夏、甘肃三边军事重镇。
官军将领白广恩、高汝利、左光先、陈永福等人先后投降，民军以雷霆万钧之势展开进攻，到崇祯十六年底，民军占领西北各重镇，把明朝二百多年来传统的军事基地变成了民军的大后方。
郏县战役和松锦大战一样，都是决定明朝命运的战略决战，在这两场战役中，明军并非没有机会，但是由于种种原因，最终归于失败。
两场战役有许多相似之处：
一、明军都是先胜后败。
二、都是因为明军主动撤退导致失败。
三、都是因为缺乏粮草而撤退。
四、都是因为长途进军产生后勤问题。
两场战役也有一些不同之处：
一、郏县战役是一场夹生饭，官军人数远远少于民军；而松锦战役中敌我力量相当。
二、作为指挥官，孙传庭的失误在于过度使用火车营，在大战中有拖累部队的嫌疑；而洪承畴的失误在于胆小畏战。
三、郏县战役中官军遇到连阴雨，造成后勤困难； 松锦战役中洪承畴过于保守，过度收缩部队导致后路被断，是造成后勤问题的主要原因。
四、洪承畴战败投降当了汉奸崇祯亲自祭祀，孙传庭战死沙场却没有得到赠荫。
赞曰：从赵武灵王胡服骑射时起，战车就早己被淘汰，孙传庭却花大力气制造战车，实在是匪夷所思。究其原因，无非是想增强防守的力量，岂不知争战中进攻是最好的防守，兵败如山倒，覆巢之下，安有完卵？有什么能够保得了身家性命呢？
崇祯年间史料记载旱情严重，有所谓小冰河期之说，然而孙传庭复出后指挥的两场决定明朝命运的决战（柿园之役和郏县之役）都因为遇到连阴雨而战败，概率实在是高。是历史记载的不够全面呢？还是明朝气数己尽，连老天爷都不帮忙呢？
