出关后，吴三桂星夜赶赴北京。但一连几天，他越发感到心神不宁，因为据他秘密派到北京的探子回报：大顺政权正在京城大肆推行“追赃助饷”政策。
所谓的“追赃助饷”是农民军攻占北京后施行的一种筹集军饷的办法。此事说来也是无奈之举。明末农民起义之所以风起云涌，其直接原因就是明后期为应付明清战争和各地起义而不断提高土地税，实行“三饷加派”政策，导致连年灾荒中的广大农民完全失去活路，被迫造反。于是李自成听从部下谋臣的建议，适时地提出“均田免粮”的口号，得到各地灾民的积极响应，所到之处，农民高唱“吃他娘，喝他娘，打开城门迎闯王，闯王来了不纳粮”的歌谣，纷纷从军起义。入主北京后，李自成为了继续赢得民心，就暂时不能改变当初许下的“三年不征（赋税）”的承诺。但当时形势并未明朗：关外清军蠢蠢欲动，随时可能进入中原与大顺军争夺天下；南方明朝残余力量也还很强大。北京沦陷不久，明朝遗臣便在南京拥立万历帝的孙子小福王朱由松即位，建立了弘光小朝廷（史称南明），其麾下明军有数十百万，随时准备北上复仇；就是手握五万精兵，盘踞山海关的吴三桂都对新来乍到的大顺政权构成一定的威胁，因此攻占北京的李自成还有很多任务亟待完成。无论是坚守建国还是对外用兵都需要巨大的财政支持。但经过几十年的战争，国库早就空空如也，这就要求暂时放弃了土地税收入的大顺政权必须找到一种新的军饷来源。于是李自成把矛头对准了北京城内的前朝王公大臣，强令他们按级别摊派军饷，如果不能按时按量完成定额，就要严刑催逼“赃款”，这就是所谓的“追赃助饷”。 此项政策一经出台，京城各处遍设“助饷所”，农民军大小将领倾巢出动，纷纷参与“追赃”工作，其中犹以“勇猛”“残暴”著称的权将军刘宗敏最为卖力：每日里，因“助饷”不合要求而被刘宗敏拷打致死的大小官僚不计其数，甚至很多富户、平民也被一并追缴，搞得京城上下乌烟瘴气，哀号连天。
客观地说，明朝末年，政治黑暗，官员贪污腐败，贿赂公行，王公大臣手里确实握有数量巨大的“赃款”。但当时大顺政权立足未稳，正该与“归顺”的旧官僚合作，借助前明完整的政府班子完成建国大业。但李自成完全没有考虑到严峻的现实情况的，反而通过“追赃助饷”这种极端的方式将本已转化为自己统治基础的前朝王公大臣推向绝境，迫使他们再次走向对立面，更导致那些还在观望的各处势力普遍对农民军失去了信心。因此，一般认为，“追赃助饷”政策的施行是导致大顺政权灭亡的重要原因之一。
据密探禀报，在明亡前担任京营提督的吴襄，于城破之时即被农民军逮捕。这次“追赃助饷”开始后，吴襄也被刘宗敏抓去，强令其缴纳白银二十万两充饷，吴襄东拼西凑，只拿出了五千两，结果遭到拷打，生死未卜。吴三桂对此很是愤怒，但仍然相信凭借自己的实力可以赢得李自成的信赖，从而解救父亲走出灾难，因此心怀怨恨地继续向京城进发。
一天，吴三桂大军行至永平西沙河驿，路上遇到一名从北京逃出的家仆。吴三桂赶忙询问京城家中的情况，仆人回禀：“家产大都被农民军抄没，老总兵也被逮捕了，正受拷打。”已有心理准备的吴三桂强忍怒气，自我安慰道：“这都是为了迫使我投降啊！现在我来了，父亲很快会被释放，家产以后可以向闯王讨回的。”这时，他突然想起了京城中的爱妾陈圆圆。
陈圆圆，名陈沅，本是江南常州武进县人。自幼家境贫寒，父母为生活所迫，在陈圆圆很小时就将她卖到苏州作了歌伎。由于天资聪慧，色艺俱佳，圆圆很快技压群芳，18岁时便成为苏州第一名伎，倾国之色，远近驰名。据说远在关外的吴三桂也慕其美色，曾派人携重金到江南寻求陈圆圆，结果被田贵妃的父亲——国丈田弘遇抢先一步，以二千两白银的高价将陈圆圆购至北京。田弘遇本想将陈圆圆献给崇祯帝以固宠，但当时崇祯忙于国事，无心女色，将陈圆圆退回。田弘遇便将陈圆圆带回府里，作了自己的歌姬。
崇祯十五年（1642年）年底，在屡次劝降吴三桂不成，正面强攻又难以取胜的情况下，皇太极派遣贝勒阿巴泰统领八旗精兵再次绕开关宁防线，取道内蒙古，从墙子岭长城隘口进入中原。一路上劫掠北直隶、山东、河南等地，京师告急，史称“壬午之役”。次年春，吴三桂受命领兵入关勤王，在怀柔一带与清兵展开激战，颇有斩获。五月中旬，清军退兵，吴三桂也回京陛见，受到崇祯帝的赞赏，钦赐尚方宝剑，授予重托。一时间，吴三桂成了大明帝国最炙手可热的统兵大将，京城大小官僚纷纷主动巴结吴三桂，以图自保。
一天，国戚田弘遇大摆宴席，招待吴三桂。酒过三巡，田弘遇唤出陈圆圆等歌伎为众人歌舞助兴。吴三桂对圆圆的姿色倾慕已久，这次一见，果然惊为天人！当即表示愿以千金之价请求田弘遇将圆圆转让与他，并许诺一旦京师有变，将誓死保护田氏身家安全。田弘遇本欲结交吴三桂，但为自身利益着想，他只好忍痛割爱，将陈圆圆赠与吴三桂。
33岁的吴三桂终于得到了“天下第一美人”，此时他已经是勇冠三军的统兵大将，王朝得以依靠的最后支柱，儿时的梦想终于得以实现。满心欢喜的“风流将军”真想立刻将圆圆迎娶至家中，但当时边关告警，崇祯帝催促他出关迎敌，于是吴三桂依依不舍地离开京师，返回宁远。崇祯十七年年初，吴襄应招回京提督京营，顺便替儿子将陈圆圆接到家中。得到消息的吴三桂非常高兴，恨不得立即回京与爱妾相见……于是吴三桂便迫不及待地向来自京城的仆人问起爱妾的近况。
家仆不敢隐瞒，以实相告：陈圆圆已被李自成的大将刘宗敏掠去了。吴三桂不听则已，当即怒发冲冠，抽出宝剑将面前案几一劈两半，咬牙切齿地咆哮道：“大丈夫不能保一女子，还有何面目见人！”下令停止前进，挥师东返，一路“纵掠”，暴风骤雨般击溃山海关的大顺守军，重新夺关入城。
客观地说，吴三桂的“冲冠一怒”并非如后世文人所说的全为红颜，陈圆圆被掠事件只是他的愤怒情绪爆发的一个导火索。因为在甲申之变前，吴三桂与农民军一直处于敌对状态，用传统说法就是“官”与“贼”的关系。之前崇祯君臣一直在商讨内招吴三桂，令其统兵“剿匪”，所以才封吴三桂为伯爵，当然这一切因为北京城破而使吴三桂与农民军的直接对抗没有成立，但这也说明双方的合作基础十分薄弱。因此，吴三桂初期选择归降农民军，无非是为了保护自身和家人的利益作出的无奈之举。而农民军方面在处理这一问题上政策失当，确实应该负主要责任。李自成等人既然看到山海关和吴三桂势力对巩固新政权的巨大作用，就不该一方面派人招降，许诺以“升官发财”的利益诱惑，另一方面又不分青红皂白地搜刮吴三桂的家产、拷打他的父亲、掠夺他的妻妾，使原本就对大顺政权心存疑虑的吴三桂彻底断绝了归降的念头。这一错误政策不但促使吴三桂“反叛”，也直接导致接下来一系列的重大变故的发生，而这对当时各种势力来说都是始料未及却影响深远的。
降而复叛的吴三桂决心与农民军势不两立，他不但杀了李自成再次派来劝降的使臣，将他们的耳朵割下来寄给李自成以示决心，还写了一封字正辞严的“绝情信”寄给父亲吴襄。因为他知道选择与农民军决裂必然导致父亲和在京家小性命难保，于是干脆搬出“忠孝不能两全”的凛凛大义，斥责父亲隐忍偷生的投降，宣布与吴襄断绝父子关系，并声称即使李自成将父亲杀害，他也义无反顾！他命令全城军民皆披麻戴孝，一则祭奠殉国的崇祯帝，二则权当父亲已经遇害。君、父之仇，不共戴天！
李自成终于意识到事态严重，事到如今劝降已失去意义，他决心讨伐吴三桂，武力夺取山海关。闯王力排众议，亲率十万大军，对外宣称“二十万”（也有“六万”一说），挟前明太子、永王、定王和吴襄等人，向山海关扑来。而吴三桂也誓师备战，四处张贴告示，声称为“报君父之仇”，要“兴兵讨贼”。
但吴三桂心里清楚，此时的他已经陷入孤立，腹背受敌，等待大顺军的到来或主动出战都是死路一条。陷入绝境的吴三桂作出了一个历史性的抉择——向清军“借兵”（乞师）。
无论李自成还是吴三桂可能都不知道，此时清朝方面也刚刚经历了一场巨大的政治危机。原来在清崇德八年 （1643年，明崇祯十六年）八月初九日，皇太极在沈阳突然暴病而亡，他的弟弟睿亲王多尔衮和大皇子肃亲王豪格为争夺皇位几乎闹得兵戎相见，最后在庄妃及礼亲王代善调解下，双方达成妥协，共同推举皇太极第三子，6岁的福临继承皇位，是为顺治皇帝。同时，福临的生母庄妃晋封为孝庄皇太后，多尔衮及郑亲王济尔哈朗担任“摄政王”，主持朝政，暂时化解了这一危机。
而对于这段时间关内发生的一切，清朝方面已经通过探马略有所知。经过反复商讨，特别是范文程、洪承畴等降臣的分析，摄政王多尔衮决定进军中原与大顺争夺天下，而选择的进军路线仍然是取道内蒙古。清顺治元年（1644）四月十五日，就在清军进兵的路上，多尔衮收到了吴三桂派人送来的“乞师信”。
在这封信中，吴三桂以“亡国孤臣”的名义，恳请清朝借兵，帮助他报君父之仇。他声称两国之间“通好”二百余年，因此清朝借兵是合乎“大仁”“大义”的正义之举，义不容辞。此外，吴三桂还给清兵规定了具体的进兵路线，即从北部长城的喜峰口、龙井口以及墙子岭、密云等处进入中原。这条路线就是清兵前几次“征明”的旧路。最后，吴三桂郑重声明，作为对清朝借兵的回报，“我朝”将给予大量财物，还将割让领土（裂地）作为酬谢。从此信可知，当时吴三桂仍然不想投降清朝，而是俨然以明朝的代言人的身份许以优厚的条件，换取清朝的帮助。
接到吴三桂的“乞师信”后，多尔衮非常高兴，他很快判断出吴三桂处境危险，急需外援的情况。经一番商讨，多尔衮一方面回信积极响应，表示克期进兵，同时又摇出“封王”的橄榄枝，希望吴三桂归降；另一方面却并未听从吴三桂规定的进军路线，而是指挥大军直接向山海关进发。随着李自成大军的逼近，吴三桂也开始改变初衷，再次给多尔衮去信，催促清军不必绕道蒙古，可直接到山海关参战，但仍未提出献关投诚的请求。大约在四月二十日，清军终于抵达山海关附近，此时已经可以清楚听到远方的隆隆炮声，这说明李自成大军已提前赶到，正与吴军激烈交战。于是一场由农民军、吴军、清军三方参加的空前规模的血战将在山海关前展开。