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四川是天府之国，在这里，永宁土司奢崇明起兵反叛，分四路进攻，各有兵数万。叛军连破四十一州县，水陆并进，包围成都。
在奢崇明眼里，成都已是囊中之物。在围攻成都的期间，他设国号为大梁，并封给自己属下封丞相等官职。
成都官员得知奢崇明造反时，城内只有镇远营的士兵七百余人，左布政使朱燮元将要进京朝见皇帝。蜀王朱至澍因为局势大乱，他请求朱燮元留下治军，保卫成都府。
朝廷也下达了任命朱燮元为四川巡抚的圣旨，并调派杨愈茂为四川总兵官带官军一万余人入川平叛。
女将秦良玉带兵一万余人援救成都，与叛军交战被击退。现在四川总兵官杨愈茂带了一万余人进入成都守卫城池，朱燮元又临时招募了不少青壮年才勉强凑得近两万人的乌合之众。
今年五十五岁的朱燮元是大明朝的好臣子，不但有为国尽忠报效之雄心，还有克敌制胜的谋略。他自知手下的这些临时拼凑的士卒，在野战上是无法击败数量远超过官军的叛军，他准备以死守城池应对。好在蜀王不傻，知道唇齿相依的道理。蜀王愿意王府府库中调拨粮食与银两给士兵，守城的军需物资目前来讲还很充足，士气也还算是高涨。
叛军逼近城池，朱燮元同右布政使司周著、按察使林宰等分段守城，多次靠火器将其击退。时至傍晚，叛军携带钩绳和云梯数千，攀登城墙企图登城，朱燮元告诫士兵只用炮击、甩擂石，不要喧哗。到天明，叛军的尸体已在城下堆满。
当时护城河水已经干涸，叛军率领着投降他们的百姓举着竹篾编的盾牌和柴草运土石填入护城河，土石堆积如山，下面用竹棚支撑，用以防止火铳和擂石的射击，设置强劲的弓弩仰射城上的官兵。朱燮元趁夜派壮士缒下城墙，带着涂满油脂的柴草，杀死叛军的守夜者，放火焚烧，堆积如山的土石坍塌，叛军的士气大受挫折。
朱燮元又派人将都江堰掘开，引水流入护城河，护城河被灌满，叛军便制造浮桥。因此，守城官员得以稍稍休息。不久，朱燮元又将叛军混入城中的内应二百多人捕获斩首，将头颅挂在城堞上。
奢崇明的儿子奢寅下令让叛军在城外四面架起瞭望楼，与成都府城墙的高度相等，朱燮元则判断出：“叛军设立瞭望楼，一定会到各处去抢劫，内部空虚。”于是，四川巡抚派敢死队五百人出城突击。叛军果然毫无准备，敢死队杀死叛军的三名统帅，将叛军的瞭望楼烧毁，叛军多少受到震慑。
成都保卫战持续到了十一月，正在双方相持不下之时，孙传庭所率领的一万京军赶到了成都。突然见此一支官军，奢崇明自恃兵多，起兵时，他就有四万精锐士卒，现在又招募了三万新兵，在成都前线能调派指挥的有五万军士。奢寅带着奢崇明最精锐的步骑冲击敌阵，与之搏杀。
孙传庭所率领的京军有两千杆燧发式步枪，五十门轻型火炮。在京军离战场还有两里地的距离，孙将军就下令摆好对敌的阵法，保持队型，匀速的向战场行进。刻苦训练的效果展现出来了，明军没有因为移动而产生混乱，依然保持着良好的秩序，虽然他们大部分都是新兵，不少人手心都在冒汗。
几百年前，明军将领沐英在云南作战时解决了火器不能连续射击的难题，具体的办法就是将军队分成三个行列发射火器，当第一行射击完毕，则转身退到第三行，重新装填弹药，做好再次射击的准备；与此同时，第二行立即前进到原先第一行的射击位置上继续射击。这就是叠阵。
然而，目前叠阵并不适用于明军战斗，明军的射手往往是躲避在战车后朝敌人开火，没有那么大的空间摆成叠阵的队形。于是，孙传庭采取了另外一种战术。
这种战术也是把军队分为三个行列，以保持连续射击。战斗时，第一行的士兵在每次射击之后，马上将火器递回第二行，同时向第二行的士兵索取提前装好弹药的火器。第二行的士兵既负责从第一行士兵的手中接过射击完毕的火器，向后传递给第三行的士兵，由他们装上弹药；又负责向第三行士兵索取装好弹药的火器，准备向前传递给第一行的士兵。
新的射击战术相比叠阵，有很大的优势。就战斗队形而言，新战术在队形不变的情况下，只需要前、中、后三行士兵将火器互相传递即可，所以在射击速度上当然要比叠阵所呈现的前、中、后三行不停地互相变换位置要快。而且孙传庭根据士卒的个人素质，专门选择一些目光锐利、气定神闲、擅长射击的人在前面负责发射，使射击效率更高。
火炮射程要超过弓箭和火枪的射程，火枪的射程要超过弓箭的射程。
孙传庭先是命令炮手佯装开炮，但实际上放了三五个爆竹，叛军听完以后觉得明军火器不行，拼命地往前冲。这时，孙传庭才下令用火炮轰击袭来的叛军，随后再以火枪队三段式射击敌军。
只听得轰雷般的炸裂声和密密麻麻的枪声，奢崇明的土司兵从未面临过如此密集的火器射击，被弹片打了个人仰马翻。奢寅果真是悍勇之人，即使如此他还带着亲兵冲锋在前。土司兵开始放箭射向在战车掩护后的明军，然而燧发枪能洞穿盔甲的射程超过百步，弓箭能造成伤害的射程只有五十步。土司兵吃了大亏了。
尽管如此，在这个时代火器的火力依旧是有限的，土司兵已经杀到眼前。虽然从人数上讲，是叛军众明军寡。但是叛军已经围城一月有余，士气已经衰竭。刚才的这次冲锋，体力也已经不支。
此时，在近距离火器发挥不了太大的作用，车营主动凑近，成为一道围墙。孙传庭带领的一万明军中有一千弓箭手，现在他们站在战车上居高临下的朝着敌军射箭，长矛兵和刀牌手负责搏击格杀冲上前的敌人，掩护弓箭手的安全。
在一阵勇猛的厮杀过后，叛军的攻势弱了下来。孙传庭坐镇中军，他敏锐地抓住了战机。战车组成的围墙中裂开了一个空隙。孙传庭下令京军中的一千骑兵出战，为首一员小将阎应元身着红袍，带着手底下的骑士潮涌般的杀了出来，目的在分割叛军的队伍，京军步卒随后跟上。
此时已是下午，冬日昏黄，成都城外一千余骑纵横驰骋，战马交蹄，刀戟来往，闪出一道道寒光，卷起万丈黄尘。士兵们有的默不作声，拼命厮杀，有的打着赤膊狂叫着横冲直撞。被砍中的，有的落在马下，立时又被乱马踏成肉泥；有的仍在马上忍痛挥刀；有的被削掉了头颅，砍飞了天灵盖；有的被刺伤了手臂，砍断了大腿。
战场上到处是鲜血喷涌，人们的脸上、身上血迹斑斑。地下到处是马尸人尸，惨号哀叫。喊声、杀声夹着鼓声、兵器撞击声、步兵们呐喊助威声，织成了一幅有声有色、威武雄壮的战场画卷。
在成都城墙高台上，朱燮元和其他的守城将领在观战，他高声赞叹道：“不愧是陛下钦点的将领，一万明军竟能把五万土司兵打得士气全无，丢盔卸甲。这场仗有的打。”他急忙命令开城门，让四川总兵官杨愈茂带着他的一万士卒出城与叛军野战交锋，痛打落水狗。
接着便响起了呜嘟嘟的号角，震天动地的号炮，密不分点的战鼓，鸣镝的火箭也怪叫着飞向急速后撤的叛军。杨愈茂的一万人潮水般地杀向奢崇明，奢崇明何等狡猾，见势不好就急忙向后方逃去，他闯过了刀丛剑林，避开了层层叠叠的明军，带着几十个卫士狼狈不堪的逃离了战场。
而奢崇明的儿子奢寅就没有那么好运了，他被阎应元俘获了。阎应元杀到奢寅面前时，猛地抡起大刀，朝奢寅兜头劈过去，喝声如雷，奢寅被吓傻了，看见阎应元的刀砍来，下意识的挥刀相迎。
两刀相交，火星四溅！铿锵一声巨响，断金戛玉，震耳欲聋！阎应元的刀刃劈入奢寅的刀口内一寸多，他的大刀并不是什么削铁如泥的宝刀，只是一把普普通通的军刀，能劈入敌人刀刃，全是神力所致。奢寅的两臂酸痛，虎口震裂，鲜血沿着刀柄慢慢滴落，他的脸上充满了难以置信的神色，赶紧松开了刀柄，催马就走。在此时，阎应元单手抓住奢寅的脖子将他掼在地上，奢寅动弹不得被明军俘虏。
此战解了成都之围，不仅如此还杀敌一万五千余人，降敌两万余人，重创了叛军。阎应元杀敌近三十人，擒获反贼头目之子奢寅，得首功，被提拔为把总，率领骑兵。