事先潜入城内的清军哨探发现明军撤退，急忙匆匆赶往报告吴三桂。吴三桂先前屡屡击败明军，本就心生骄狂，又听说定国正在全力阻击其他两路清军，无暇他顾，心中不由更加轻视这些明军。因此在听闻白文选弃城逃跑的消息后，吴三桂心中竟没有一丝怀疑，他料想此刻城中就只剩下少数明军断后，当即点齐一万精骑，出七星关，气势汹汹地向着乌撒军民府杀奔而来。
且说靳统武奉命留守乌撒，在看到清军逼近城池后，只是象征性地放了几炮，便迅速撤出城去。
清军兵不血刃占据乌撒，吴三桂旋即下令全军就地休整，不得追击。诸将立功心切，见吴三桂止步不前，忍不住纷纷请战道：“大帅，如今明军已是不堪一击，理应速速追击，莫要错失歼敌良机！”
在诸将的劝说下，吴三桂念及自汉中出兵以来，从四川一路打到乌撒，始终没有遇到明军有力的抵抗，心中不免有些托大，于是改变了主意，只留下少数兵马留守城中，自率主力继续追击，并下令追到云贵边境即止，任何人不得轻易进入云南境内。
且说吴三桂率部尾随追击，接连遭遇了好几股断后的明军，不料这些明军尽是一触即溃。吴三桂连战连胜一时有些得意忘形，在抵达铁龙山谷口时，仍下令继续追击，毕竟类似的山谷在贵州地区实在太多，却从未遇到明军有过什么像样的伏击。
进入谷口没多远，就是一片洼地，加之道路两侧全是一人多高的杂草，清军行走异常艰难。
定国在谷顶居高临下看得真切，当即一声令下，三声号炮骤然响起，一时山谷两侧伏兵四起，箭矢如雨，铳炮齐鸣，清军猝不及防，顷刻人仰马翻。
吴三桂大骇，急令全军后撤突围，然而由于山谷洼地到处泥泞不堪，又有杂草挡路，清军在明军伏兵的围攻下登时进退失据，死伤累累。吴三桂在数百王府扈卫的拼死保护下方才突出重围。
就在这时，白文选也率军从七星关小道包抄而来，吴三桂见前有堵截，后有追兵，惊恐之下不敢恋战，急忙弃了乌撒，向着七星关方向仓惶奔逃。白文选率部沿途一路尾随追杀，直至距离七星关不到二十里处方才下令鸣金收兵。
经此一役，明军歼灭吴三桂部清军三千余人，俘虏五千余人，缴获军马、兵械更是不计其数。吴三桂元气大伤，只得在七星关据守，不敢再出关半步。
就在取得乌撒大捷后不久，南路告急的军报亦接踵而至。定国闻讯，顾不上庆祝胜利，立刻收拢兵马，移师驰援黄草坝
…。。