其中另一路援軍在明山海衛監軍：張春，的帶領下率領三弟明寧遠中左守禦千戶兼塔山堡遊擊將軍：祖大樂、五弟明廣寧中後守禦千戶所遊擊將軍：祖大名，正北上靠近大小淩河地區。
就連吳總兵的二子明寧遠衛標統：吳三桂，也在北上的救援隊伍之中。
為了避免明軍彙合趁機突圍，因此後金天聰汗決定披甲上陣，並由後金鑲白旗和碩額真打頭陣保護汗王駕前。
此刻被圍困的明廣寧中屯衛總兵：吳襄，第一時間發出消息，讓明遼東總鎮總兵收到書信，得知這次來援的明軍已經殺到了小淩河驛，不同上次在半路上就被擊退。
9月24日，第二批北上救援的明軍到達小淩河驛城外，但隻是紮營而不敢輕舉妄動，隻有明寧遠衛標統：吳三桂，極力請求出戰救父。
還派人聯絡大淩河堡（廣寧中左守禦千戶所）城內的祖總鎮總兵，請求發兵配合救援，在合力與東虜建奴作戰，如此一來三支明軍彙合方有突圍的勝算。
可話雖如此，但祖總鎮總兵畢竟是吳標統的舅舅，且援軍還在小淩河驛正準備出戰，先解圍小淩河驛才去大淩河堡（廣寧中左守禦千戶所）因此祖總鎮總兵選擇了不出兵支援，而且依靠城樓上的火炮給外甥吳標統助陣。
這邊的吳標統也是年輕氣盛說乾就乾，直接帶領麾下20人親信，外加明山海衛監軍給了2百騎兵護衛，就這樣吳標統義無反顧的殺入後金騎兵包圍中。
當時的後金軍隊還感到非常奇怪？就連後金鑲白旗和碩額真也覺得此人是個瘋子，又以為是誘敵之計，因此不敢阻攔。
外加大淩河堡（廣寧中左守禦千戶所）城外出陣列隊的，二舅明廣寧左屯衛指揮使：祖大弼、四舅明廣寧右屯衛總兵：祖大成，也拖住了正麵圍攻的後金軍隊，給了外甥吳標統提供了良好的救父環境。
其餘城外紮營的明軍見到吳標統作戰勇猛，也都在明山海衛監軍帶領下傳令出兵進攻，明寧遠中左守禦千戶兼塔山堡遊擊將軍：祖大樂、明廣寧中後守禦千戶所遊擊將軍：祖大名，等將領出擊殺敵。
關鍵時刻城內明軍也配合反擊，最終成功打退了後金鑲白旗軍隊，兩股明軍合二為一，在上捷報時吳標統也勇猛救父被傳為遼東佳話。
9月25日，小淩河驛的明軍追擊後金鑲白旗殿後軍隊，並驅除過小淩河驛，明軍留下小股守軍開始構築陣地。
9月27日，明軍又渡過大淩河，距離大淩河堡（廣寧中左守禦千戶所）僅僅15裡外的長山一帶，明軍馬、步兵合營，四麵布列大小銃炮迎接東虜建奴進攻。
這讓後金天聰汗擔心會貽誤戰機，因此當即就命令後金軍在沒有盾車的情況下，公然向明軍陣營發動衝鋒，就這樣雙方戰線在大淩河與長山之間開戰。
剛一交戰不久，就讓明廣寧中屯衛總兵：吳襄，所率領的明軍騎兵就敗下陣來，再加上明寧遠衛標統：吳三桂，擔心他爹身體在打下去吃不消，便攙扶著他爹吳總兵傳令撤軍。
就這樣明軍騎兵跑得飛快，事後統計其損失不過137人，剩下的明軍步兵依舊巋然不動，火器齊發炮聲震天，鉛彈打出的煙霧，以及箭矢、炮彈如雨下。
這才使得左翼的後金軍甚至未能成功衝到明軍陣前，而右翼的後金軍則成功衝破了明軍營壘，但明軍戰鬥意誌頑強複聚列陣，甚至縱火反擊。
明山海衛監軍為了成功扼製東虜騎兵，還動用了許多戰車，各類戰車上均配有火器，雙方交戰中，後金八旗兵衝鋒了幾次都未能成功，而明軍戰車陣則緩緩向前推進，眼看明軍勝利在望！
可惜此時後金已經有了不少火炮，待明軍們進入射程之後，後金火炮營的四十門重炮先後發射，把明軍的陣營瞬間就打亂了。
關鍵時刻後金天聰汗連忙率軍衝了上去，明軍被殺得節節後退，各營明軍相繼出現了潰敗情況，明山海衛監軍見勢不好，見風勢向東，便打算使用火攻。
好在火勢凶猛，及時撲向後金軍，但依舊抵擋不住後金軍隊的攻勢，外加增援的漠南蒙古騎兵，造成了明軍大潰敗情況。
明軍火器營以及戰車營、火炮營，還因大火發生了爆炸，使得明山海衛總兵：宋偉，本部5千軍隊幾乎全軍覆沒，僅帶數百千逃了出來，至於主帥明山海衛監軍：張春，他還想扼製潰逃。
可是毫無作用，反而連他自己也被卷進了敗退的大潮中，就在明軍後撤的一路上，後金天聰汗還埋下了伏兵，斬殺不少逃竄的明軍將士。