因为朱由检的催促，孙传庭只能听命。不然给孙传庭一些时间好好练兵，他未必不能把李自成剿灭，解决大明的民变。

崇祯十五年十月，孙传庭率主力出潼关、逾太行、渡汜水，同时密遣别将出武关，自南阳鸦路趋宝丰，作为夹击李自成的偏师。

此时开封己为水淹，李自成南趋汝宁，听说孙传庭率兵来攻，便转而向西迎击，先在南阳击溃孙传庭之偏师，然后北上与孙传庭作战。

在河南郏县，官军潜至民军附近，孙传庭令部将左勷率左军，郑嘉栋率右军，高杰率中军，设下埋伏，牛成虎率前军挑战义军，诱敌深入。

双方接战不久，牛成虎佯装失败，将义军引入包围圈，四面伏兵突起，义军猝不及防，向东逃窜，官军追杀三十里。

但当时连日降雨，粮草不济，官军不得不停止追击，并争抢战利品。此时罗汝才来援救李自成，李自成也趁机杀个回马枪，大破官军，反败为胜，左军左勷、右军萧慎鼎率先溃逃，孙传庭率残兵奔回陕西

此次柿园之役，明军损失数千人，但李自成也丧精锐八千人。事后，孙传庭依军法将萧慎鼎斩首，而左勷则念在其父左光先的份上绕过一命，令其纳马2000匹赎罪。

孙传庭自柿园之役败归陕西后，到处招兵买马、发展生产、置办武器，经过大半年的努力，秦军官兵实力有显著增长。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”，由总兵白广恩统领。

另一方面，李自成的势力也在壮大，他于崇祯十五年十一月攻占汝宁，杀保定总督杨文岳，十二月取襄阳、荆州，翌年正月取承天府、汉阳，不久改襄阳为襄京，自称新顺王，初步建立政权。

孙传庭在陕西练兵期间，驭下严厉，动辄以军法从事，加上他屡屡催促地主捐献，因此得罪了不少人，陕西士绅都希望孙传庭能尽快出征，并谣传孙传庭按兵不动是养寇自重，会再次被捕入狱，朱由检也“下手敕催战”。

在这种情况下，孙传庭上疏请战，自诩“不出一月，贼可尽歼”，并称有内应（邱之陶）相助。

阁臣吴甡提出反对意见，兵部侍郎张凤翔也进谏：“孙传庭所有皆天下精兵良将，皇上只有此一付家当，不可轻动！”

此外左中允刘理顺写信提醒孙传庭不要贸然出师。

但最终朱由检还是批准孙传庭的请战，于崇祯十六年五月命孙传庭兼督河南、四川军务。

五月十五日，由于吴甡不愿督师，朱由检命孙传庭督师，加兵部尚书衔，加督江西、湖广、贵州及江南、北军务，赐尚方宝剑，其后又旨令其出潼关消灭李自成。

但孙传庭在出发前给兵部尚书冯元飙写信，阐明自己“雅不欲速战，见上意及朝论趣之急，不得已誓师”。

崇祯十六年八月初一日，孙传庭在西安关帝庙誓师，初四日统率总兵白广恩、高杰、牛成虎等部十万众出潼关，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。

官军于八月十六日抵达洛阳，八月二十一日进逼汝州，义军都尉李养纯投降。李养纯投降后报告称义军的老营在唐县，精锐部队在襄城，地方上任职的文武官员屯聚在宝丰。