十一月十九日，尼堪军至湘潭县；明将马进忠引部众退往宝庆。二十一日，尼堪自湘潭起程，次日进至距离衡州府（今衡阳市）三十余里处。李定国派出部将领兵一千八百名佯抵一阵，随即后撤。尼堪骄心自用，以为明军不堪一击，即于二十二日夜“兼程前进”，次日天色未明到达衡州府，与李定国大军相遇。定国见尼堪轻进寡谋，决定以计取胜，事先埋伏重兵，命令前线将士对阵时稍一接触即装出兵力不敌的样子，主动后撤。尼堪“乘胜”追击二十余里，陷入埋伏。定国一声令下，全军出击，杀声震天，势如潮涌；清军仓皇失措，迅速被明军击败，主帅尼堪也在混战中当场毙命。
定国军士割取尼堪首级献功，“东珠璀璨嵌兜鍪，千金竟购大王头”，全军欢声雷动。清军不敢再战，在多罗贝勒屯齐（或译作吞齐）的率领下垂头丧气退往长沙。
李定国在出滇的半年时间里，攻克广西全境，湖南一部，并且击杀了孔有德和尼堪两位王爷，为万历年间以来对清战争之未有之大捷，意义重大，一举击破了“女真满万不可敌”的神话，鼓舞了南明残部和汉族人民抗清的士气，掀起了南明的第二次抗清高潮，影响深刻。
原本李定国可以联合其余的抗清势力继续扩大战果，但是在后方的孙可望对李定国连立奇功产生了猜忌和嫉妒，竟然在背后偷袭李定国，导致双方内斗并爆发内战。虽然最终以李定国大胜，孙可望仅带百余骑归顺清朝而结局，但是李定国已经错失扩大战果的机会，失去了又一次中兴南明的机会，最终饮恨而终。
可惜，可叹！