河南遭到败仗，不得不退回陕西。他深知李自成下一步的目标必定是入陕，因此在潼关整顿城防，制造火器，意图坚守。然而崇祯十六年（公元1643年）五月，明王朝再次严令孙传庭主动出击，和李自成决战，孙传庭接诏后痛哭道：“吾固知去而不返也。”明知必死的孙传庭，开始了他人生最后一战，八月十二日，在襄城之战中，面对李自成的50万大军，孙传庭再度战败，全军覆没下，孙传庭单骑冲入敌阵，壮烈殉国。
孙传庭的战死，让明朝失去了最后一支可以挽救危局的军队，和最后一个可以挽救危局的人，与卢象升一样，孙传庭不但是被瞎指挥坑死，更在死后遭到冷遇，一直到明朝灭亡，他都没有得到崇祯的追谥。孙传庭战败后，李自成轻易占领了陕西，继而东进夺取北京，灭亡了明王朝。