牛庄城内，浓烟滚滚，喊杀声震天。曹变蛟率领的火铳营攻入外城后，与阿济格的残部在街巷中展开了惨烈的巷战。建奴士兵凭借对地形的熟悉，躲在房屋、巷道两侧，不断用弓箭、火铳偷袭明军，给明军造成了不小的伤亡。
按以前的惯例，城墙破了，守城一方就是彻底崩溃了，可是也是有巷战的。
“注意隐蔽！分段推进！”曹变蛟高声下令。他深知巷战的凶险，立刻调整战术，将火铳营分成若干小队，每队十人，交替掩护，逐步向城内核心区域推进。明军士兵依托房屋墙壁，用燧发枪向隐藏的建奴射击，也有用冷兵器刀剑盾牌的。
一名建奴士兵躲在院门后，试图偷袭路过的明军小队，刚探出头便被明军士兵发现，燧发枪一响，当场毙命。另一名建奴士兵爬上屋顶，向明军投掷铁骨朵，却被热气球上的观测手发现，通过旗语告知地面部队，两名明军士兵立刻举枪射击，将其击落。
阿济格率领亲信部队退守内城府邸，这里是牛庄的核心据点，围墙高大，防御坚固。他看着城外不断逼近的明军，眼中充满了疯狂：“我乃大金贝勒，镶白旗旗主，岂能被明狗生擒！今日，便与牛庄共存亡！”
他下令将府邸内的所有物资集中起来，作为防御工事，同时组织残余士兵，准备进行最后的顽抗。建奴士兵们知道已是绝境，反而激发了凶性，纷纷手持刀枪，眼神凶狠地盯着逼近的明军。
曹变蛟率领明军抵达内城府邸外，看着高大的围墙和上面严阵以待的建奴，下令道：“架起云梯，同时用轻型炮轰击围墙！”
四门轻型崇祯一式炮被推至府邸前，对准围墙开火。炮弹呼啸着砸在围墙上，砖石飞溅，围墙很快便出现了缺口。明军士兵趁机架起云梯，向上攀爬。建奴士兵在城墙上射箭、投掷滚木，拼死抵抗，多名明军士兵从云梯上掉落。
“三段射压制！”曹变蛟一声令下，明军士兵排成三列，对着城墙上的建奴持续射击。燧发枪的密集火力让建奴士兵根本无法抬头，只能躲在围墙后，不敢露头。明军士兵趁机爬上城墙，与建奴展开近身肉搏。
“杀进去！”曹变蛟拔出佩刀，率先从缺口冲入府邸。明军士兵紧随其后，如潮水般涌入，与建奴士兵在府邸内展开厮杀。刀光剑影，血肉横飞，每一处庭院、每一条走廊都成了战场。
阿济格手持长刀，亲自率军冲杀，他力大无穷，接连斩杀几名明军士兵。一名明军士兵举枪对准他射击，却被他一刀砍断枪管，随后反手一刀，将那名士兵斩杀。“明狗！来一个杀一个！”阿济格咆哮着，眼中布满血丝。
曹变蛟见状，怒喝一声：“阿济格！你的死期到了！”他挥舞着佩刀，冲向阿济格。两人瞬间交手，刀光碰撞，火星四溅。曹变蛟凭借着灵活的身法和精湛的武艺，与阿济格周旋，而阿济格则凭借蛮力，猛砍猛劈，气势骇人。
“铛！铛！铛！”两人连续交手数十回合，不分胜负。曹变蛟深知久战不利，心生一计，故意卖了个破绽，让阿济格的长刀砍向自己的左肩。阿济格以为得手，奋力劈下，却被曹变蛟身上的镶铁棉甲挡住。趁阿济格发力未收之际，曹变蛟反手一刀，刺向阿济格的胸口。
“噗嗤”一声，佩刀穿透了阿济格的铠甲，刺入他的心脏。阿济格眼睛瞪得滚圆，不敢置信地看着曹变蛟，随后轰然倒地，气绝身亡。
“阿济格死了！”明军士兵齐声欢呼，士气大振。建奴士兵看到主将战死，彻底失去了抵抗的勇气，纷纷放下武器投降。至傍晚时分，牛庄城内的建奴残部被全部肃清，牛庄正式收复。
曹变蛟站在阿济格的尸体旁，喘着粗气，身上的铠甲沾满了鲜血。他看着满城的明军士兵和投降的建奴，心中充满了成就感。这场战斗，明军共歼灭建奴两千余人，俘虏一千余人，自身伤亡五百余人，以较小的代价拿下了牛庄这一战略要地。
崇祯接到牛庄收复的捷报后，龙颜大悦，立刻下令：“传朕旨意，嘉奖曹变蛟、吴三桂、孔有德等将领！曹变蛟阵斩阿济格，居功至伟，晋升镇国将军；吴三桂伏击杜度，战功卓着，晋升定国将军；孔有德火炮破敌，晋升辅国将军！”
自此，辅国将军之类的称号不再为宗室所专有。
同时，崇祯命人修复牛庄水闸，设立“牛庄物资中转站”，由大明皇家公司统筹，负责接收山东、登莱运来的粮草、弹药，再转运至盖州、广宁前线。牛庄的收复，不仅打通了辽南的后勤通道，更让明军在辽南的局势彻底逆转。