崇禎二年十二月二十九日夜，寒風刺骨，劉興祚率領部隊趁暗夜掩護，悄悄逼近後金前鋒營地。
由於他熟悉後金的語言與旗幟，便讓士兵們換上後金的服飾，打著後金的旗號，混入營地外圍。
在後金軍尚未反應過來時，明軍突然發起猛攻，喊殺聲四起。
劉興祚一馬當先，手中馬刀揮舞，斬殺數名後金士兵；
其餘明軍將士也奮勇追擊，後金軍大亂，紛紛潰敗，被迫放棄了此前掠奪的婦女與輜重物資。
偷襲成功後，劉興祚並未戀戰，而是下令各部隊返回原駐地，避免被後金主力包圍。
此後，他率領部隊在山海關西側連續作戰，多次襲擊後金的運輸隊伍與小股部隊，向孫承宗報捷時稱“前後殺敵五百餘人，截回人口牲畜無數”。
孫承宗得知後十分欣喜，卻也特意派人告誡劉興祚：“雖勝不可驕，需謹慎行事，切勿因一時之勝輕率冒進。”
十二月三十日皇太極率大軍從灤河出發，抵達永平城郊外紮營。
當晚，後金遊騎捕獲了明軍一名夜不收。
這個人稱，劉興祚已經從山海關抵達永平，帶領著數百名士兵。
原來劉興祚得知後金大軍主力已經到達永平附近，便帶隊前往太平寨；
路上遇到了後金的蒙古兵和掠奪的俘虜，劉興祚發動襲擊，斬殺了五十名後金軍蒙古兵；
帶著二十顆人頭便準備前往永平城中，向鄭國昌請功。
皇太極召集了貝勒和大臣們，表示希望能俘獲劉興祚，這價值大於永平城。
因為劉興祚背叛了後金，辜負了皇太極的特殊恩養，並使用詭計逃脫後金，上天會懲罰他。
於是皇太極派遣阿巴泰和濟爾哈朗，率八名武將，各士兵五百，合計四千精銳，星夜前往抓捕劉興祚。
此時的劉興祚他並不知道，一場致命的追擊已經展開。
黎明，貝勒阿巴泰、濟爾哈朗帶隊後金軍精銳騎兵，追上了劉興祚和劉興賢等人的隊伍。
阿巴泰帶隊在前方堵路，濟爾哈朗則在後面夾擊。
當時劉興祚率領八百騎兵，行軍至兩灰口，猝然應戰。
由於馱馬跑了，而甲冑在馱馬上，劉興祚未能及時穿上甲冑。
但他仍以箭衣抵擋敵人的進攻，從清晨一直戰鬥到下午，被射中而死。
後金軍隊在戰鬥中殺死了劉興祚，並擊敗了其麾下部隊，俘獲了劉興祚的弟弟劉興賢。
劉興祚的身體被剝光衣服且裸體丟棄。
但他的故交，巴克什庫爾纏，則找到了他的屍體，用衣物將其殮葬，並用草蓆包裹屍體。
皇太極表示劉興祚背叛了後金的信任，逃亡而被擊殺，希望拿他的屍體示眾。
於是，劉興祚被碎屍示眾。
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