柴沟堡被清军围困三日后，情况急转直下。当日，大风呼啸夹雨，劲势非凡，柴沟堡正面角楼基底年久失修，夯土崩裂。角楼连带正门突然坍塌，众多兵士避之不及，为砖土砸压掩埋，泥流肆淌，堡墙更是出现一个巨大的豁口。
角楼崩塌的巨响引起了清军注意，清军主将镶红旗满洲固山额真叶臣遂请镶红旗汉军固山额真石廷柱带兵冒雨抢攻，又请正蓝旗满洲固山额真巴哈纳策应之。
柴沟堡外围本掘有深壕两重，但连日大雨，雨水带着泥土流入壕沟，将原本狭险的深壕填埋大半。孙传庭之所以率军坐困柴沟堡，本非所愿，实因此前与清军数次野战屡战屡败，不得已而退守待援。守堡明军军心惶恐，见到清军大多缺乏力战底气。清军矫捷递进，或是架设竹梯、或是匍匐攀爬，几乎不费吹灰之力便穿过了两重深壕。
其时孙传庭得知正门变故，正令标营总兵贺珍凑足人手全力清理碎石冗土，修补正门墙垣。清军骤然将至，明军畏惧，行伍登时混乱。贺珍极力弹压，拢起弓弩手上千人乱射阻挡清军攻势。石廷柱令数百藤牌手在前为先锋顶着箭矢前进，这些藤牌手不但人手一副坚韧异常的藤牌，且均有精甲护体，面对在大雨中心慌意乱仓促放箭的明军并未受到多少杀伤，移动不停。眼见清军将薄堡城，郝鸣鸾临危受命，引所部马军五百从侧门出，奋不顾身直冲清军侧翼，当场将清军拉得甚长的前后战线拦腰截断。
石廷柱见势，生怕前锋孤军深入寡不敌众，急忙收缩兵力，同时摇旗请求支援。居于后排的巴哈纳迅速兵分两路，从左右翼包抄郝鸣鸾所部。郝鸣鸾身先士卒，率重骑兜转，见清军甲备精良，并不敢如往日那样陷阵厮杀，只是不住穿插，反复拉扯清军阵型。如是从正午斗至日跌，郝鸣鸾及数百骑虽极力腾挪，但遭清军四面围攻，仍免不了损伤惨重，马军不盈四百，郝鸣鸾自身亦被十余创。
所幸堡内明军趁着这段时间利用随军各色战车货车层叠排列作为临时栅栏，抓紧填补了堡墙豁口，孙传庭也集中白广恩、孙守法等多部主力部队坚守薄弱之处，郝鸣鸾见得堡中督师大纛挥摇，方才与剩余三百余骑奋力冲突，待回到堡内清点，生还者只有三百出头。
“督师！”郝鸣鸾满身血水泥水，面上脏污如同抹了淤泥，单膝跪下，“柴沟堡危若累卵，坐困死守非长久之计，或速速请求援军、或速速搏命突围，二者必须择一行之！”
临洮总兵牛成虎面有忧色道：“前番数战不利，以疲兵主动出城野战，实乃下策。”