陕西官军入晋援剿的事，刘处直自然无处得知，也不知道这算运气好还是不好。杜文焕从河曲渡河后，汇合了孙显祖带的六百大军，南下岚县附近寻找刘处直。而刘处直之前让侦察营放哨距离扩大到一百里，在神头岭附近发现了杜文焕大军。
神头岭北坡密林中，侦察营千总李三趴在一棵老松后，盯着远处官军的旌旗。他啐了口唾沫，低声道：“狗日的，这好像是延绥的官军啊，怎么会来山西？好像有几千人，不行，得回去通知掌盘子。”
侦察营观察的位置离刘处直扎营位置大概二十里，这几人骑上马立刻往回跑。
而杜文焕那边，他家丁队长拿出舆图仔细研究了一下，然后询问了当地民夫神头岭里面的地形。问完之后，便来到了杜文焕面前，告诉他前方就是神头岭，道路狭小只能过两匹马。从此山道往上还有一片开阔地，可以用骑兵作战。山下的百姓说，山里面就有一支流寇，人还不少。
杜文焕真的不想进入山区和流寇躲猫猫，但是崇祯皇帝委任他提督之位，他不能不报皇帝的信任。大明的提督不常设，二百多年来担任此位置的很少，而且多是勋贵。崇祯以提督之位授予他，是真的把杜文焕感动的稀里哗啦。所以他收起了以前的小心思，命令所有部队进山。
在杜文焕进山后，刘处直在一个多时辰后也得知了官军消息。没想到自己前几日才吹嘘山西官军挡不住自己，结果朝廷居然憋了个大招。不过好在官军还没发现自己，要打的话自己还是有优势。
“兄弟们，我打算和官军打一仗，杀杀杜文焕的锐气，各位觉得呢？”刘处直问道。
李茂当即表示，营中妇孺老弱很多，如果直接跑的话被官军追上就麻烦了，得让人掩护他们转移。全营主力和官军打一仗，打得过就继续，打不过就马上撤退。
高栎、史大成也没啥意见。刘处直就安排中营左部千总（已经按戚家军编制来了，每营左右两部千总）率军五百掩护家眷们撤退。而他自己则亲自率军找地方，看看能不能打官军一个措手不及。
晨雾像一层薄纱，笼罩着起伏的群山。刘处直站在一块大石头上面，望着远处腾起的烟尘，心中也没底能不能打赢。不过在部下面前，自己得沉稳冷静，而且家眷转移也要时间。
主力已经在神头岭北侧的开阔地列阵完毕，伍长持刀牌在前，长矛居中，拿三眼铳的士卒时刻准备放铳。全营五十多骑兵分列两翼。阵型不算严整，刘处直没打算和他们死拼，马匹也放在旁边空地，交战不顺可以立刻撤走。
“掌盘子，官军来了！”李狗才小跑过来，脸上带着些许紧张，“看旗号是杜文焕亲自带队，有一千骑兵三千步兵。只不过山路窄，官军步兵在前骑兵在后，距离拉的很长。看情况到我们这里能直接参战的，应该有千人左右。”
刘处直咧嘴一笑，露出一口整齐的白牙：“怕什么？咱们今天就是来给他送份大礼的。”他转头对李虎说道：“传令各营官，告诉他们，按计划行事——打不过就跑，别硬拼！”
远处的地平线上，黑压压的官军如潮水般涌来。杜文焕骑在一匹高大的枣红马上，铁甲在晨光中泛着冷光。他观察流寇的阵型，眉头微皱。
“军门，这伙流寇居然敢列阵迎战？”副将张应昌疑惑道。
杜文焕冷笑：“不过是虚张声势罢了。传令炮队开炮，打一轮直接冲两翼包抄，看他们怎么办。”
官军随身携带的小炮开炮了，而刘处直那边也同样还击。官军的炮比较多，压制住了季伯常的还击。
开完炮后，杜文焕命令战鼓擂响。官军能参战的一百多骑兵如离弦之箭，直扑克营中军。刘处直站在阵中，眼见官军铁骑越来越近，猛地一挥令旗：“放铳放箭！”
三眼铳、鸟铳一齐射击，官军前排有些人栽了下来。他们的重甲骑兵甲很厚，除了被鸟铳打中的那十几个倒霉蛋栽下马，三眼铳是一点用都没有。而弓箭也只有射中面门才能对这些骑兵造成伤害。很快，骑兵如铁锤一般砸进了中军阵中。
“顶住！”刘处直大吼，亲自提刀冲上前去。他的苗刀劈开一名官军的头盔，鲜血喷溅在脸上。但官军的攻势太猛，克营的阵线开始松动。
战至半个时辰，克营已折损两百余人，官军伤亡只有数十人。刘处直知道再打下去必败无疑，敲响了锣鼓让人准备撤退。他亲自来到郭世征面前，让他率骑射手顶一会，等大伙撤走了立马跟上。
官军正要追击，郭世征率领骑射手折返回来，绕过了包抄的步兵。后面有人，官军自然不敢强行追击。刘处直带着大部队骑上马往堙子村方向跑了。而郭世征在损失百骑后也脱离官军跑掉了。这也是拜了这里地形的原因，官军始终无法形成一个拳头。
克营潮水般退向后方。杜文焕指挥大军正要追，却见林中突然升起浓烟。流寇早就在撤退路线上布置了易燃的枯枝败叶。战马被浓烟所阻，惊嘶不前。
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