大興五年（1632年）三月，皇太極糾合科爾沁蒙古遠征漠南蒙古察哈爾部林丹汗。
三月，正是戰馬最瘦戰力最差的時候。蒙古全是騎兵，建奴則是步騎結合，此刻進攻對建奴是最有利的。
李沅的部隊，也是步騎結合！
皇太極那邊一出動，駱養性布置在沈陽的細作就星夜兼程把情報往京城和宣大遞送。
三月，李沅按兵不動。
四月，李沅依然按兵不動！
五月，李沅動了。
皇太極糾集漠南蒙古科爾沁、扎魯特、巴林、奈曼、敖漢、喀喇沁、土默特、阿魯科爾沁、翁牛特、阿蘇特等大小部落，加上建奴自身出動的五旗，有十萬之眾。
四月下旬，建奴、蒙古聯軍，順利到達西拉木倫河。
此時，敖漢部的兩個蒙古人偷馬逃出，星夜奔向林丹汗駐地的方向，在盤古鎮遇到了林丹汗的前哨。林丹汗本來就是蒙古人名義上的共主，敖漢部原來還是屬于察哈爾部下面的部落，還是有人心念故主。
得到皇太極進犯消息的林丹汗大為震驚，心中驚懼不已，常年和皇太極的征戰已經讓他心生畏懼，這次對方還有大小蒙古部落的相助。
這是要一戰解決察哈爾部啊！
沒辦法，打不過也得打啊，望風而逃的話這“蒙古大汗”的面子往哪里放……
但真的是打不過，五月初建奴這邊半天就沖垮了林丹汗布置在盤古鎮周圍的防線。
就在此時，已經取得絕對優勢的建奴蒙古聯軍突然退兵了！
林丹汗完全懵圈，這是為什么？
林丹汗想不通，李沅是知道答案的。
在皇太極率眾到達西拉木倫河的時候，兩路明軍向建奴組隊發起了進攻。袁可立命遼東軍進軍海州，威脅遼陽、沈陽，去年新任的東江鎮總兵戚云龍攻占鎮江，向定遼進軍。
這個時候皇太極敢不退兵？
只剩下三旗兵力的建奴敢說自己抵擋得了關寧軍和東江軍的兩路進軍？
老窩被端的話，皇太極打下察哈爾部還能有什么意義。
這是明軍各部少有的左右呼應，東江鎮在此刻真正發揮了自己騷擾敵后的作用。
皇太極回師沈陽，遼東軍和東江軍也不戀戰，甚至對已經奪取的城池也不分兵把守，一把火燒掉之后引兵回到各自的原駐地。
沒有堅城依托，這時候如果舍不得剛打下的城市，白白給建奴送人頭而已。
皇太極退兵了，林丹汗的日子并沒有好過一些。
宣大的明軍來了。
沒有蒙古人心懷故主，也沒有“蝗商”給他報信。
林丹汗還沒得及慶祝皇太極撤兵的“勝利”，宣大的兵鋒已經到達了他駐帳的十里之外。
在林丹的印象中，現在已經不是洪武永樂的時候了，明朝的邊軍哪敢主動在長城以北主動進攻。把駐帳設得靠近宣大，給明廷保持更大的壓力，方便敲詐和搶劫。
但現在乃，這一點成為他們足以致命的漏洞。
李沅越過長城，不須半日就能殺到他的汗帳。
五月七日夜，李沅帶領山西巡撫盧象升、萬全都指揮使秦翼明、萬全都指揮同知曹文詔從興和出宣府長城，攻三萬余人，直指林丹汗駐帳。
盧象升去年六月來到宣府，他是文官自然不愿意領軍職，掛了山西巡撫、加兵部右侍郎的頭銜，李元讓他招募了八千騎兵，號天雄軍。盧象升雖然是進士出身，但打仗真的是勇猛，這次出征也是處在部隊的前鋒位置，大有一見著敵人就殺將出去的架勢。
曹文詔賬下擴充到了一萬人，五千步兵、四千騎兵，加上一千的炮營，炮營交給了曹鼎蛟帶領，出征能帶上紅夷大炮兩門，弗朗吉炮六十余門。
秦翼明還是一萬兩千的石柱兵，其實他們更適合山地作戰，在草原不能最大程度發揮他們的戰力，因此這次李沅不安排他們沖鋒。
首先發難的是曹鼎蛟的炮營。盧象升和曹文詔沖到林丹汗營寨前卻停了下來，不急于沖鋒，全然不顧一而衰再而竭的古訓。在蒙古人黑暗中打出火把，準備整軍出擊的時候，已經占據營寨外小土包的炮營發炮了。
現是一輪弗朗吉炮，接著兩發紅夷大炮，接下來又是一輪弗朗吉炮……
這一套組合炮不但打亂了蒙古人好不容易集合起來的隊形，也炸開了營寨左側一個大口子。
盧象升還是勇猛，雖然作戰經驗不如曹鼎蛟豐富，但率先沖入敵營的是天雄軍，曹變蛟帶的騎兵滿了半步。
兩只騎兵比賽似的楔入林丹汗的大營。
被皇太極的建奴蒙古聯軍已經打得半死的林丹汗，又被李沅手下的三萬精兵沖殺。抵擋了半夜，在黎明破曉時分，很識時務的林丹汗率殘兵逃往歸化城（呼和浩特的舊城）。
不愧是黃金家族的后代，林丹汗逃跑還挺快的，七萬察哈爾部騎兵，被他帶出了四萬余人。
李沅在后面緊緊追趕，命秦翼明部和炮營留在原地，打掃戰場，看好俘虜和牛羊馬匹。
所有騎兵全部追敵。
在貓兒莊，林丹汗遇到了早就等在這里的馬世龍。
在李沅出發之前，已經命令馬世龍節制山西、大同兩鎮兵馬，趕往林丹汗退往漠北的必經路上貓兒莊設伏。
林丹汗無心戀戰，一心逃命。
最終馬世龍沒能攔住林丹汗，他帶著兩萬余人逃往了歸化城。
但他的兩翼大總官塔什海、虎魯克寨桑投降了。
和馬世龍匯合后，李沅不在追趕了，必經明軍騎兵不多，再往北去地心就不熟了。遠離后方，萬一遭遇伏擊，就得不償失了。
但林丹汗不這么想，逃到歸化后還不放心，竟然一路向西逃往了青海。林丹汗藏傳佛教的紅教，和漠北外喀爾喀的卻圖汗、藏區的藏巴汗、白利土司月頓多吉結盟，組成了反黃教聯盟。
但他再沒能東山再起，在大興七年（1634）就死在了那里。
是為蒙古末代大汗。
經過大興五年的興和一戰，擊潰了蒙古察哈爾部主力，俘獲的蒙古騎兵就有三萬之眾，另有地方千里，牛羊無數。
李沅將投降的蒙古人安置在興和至西拉木倫河流域，直接威脅科爾沁部。