不過這種窮兵黷武式的換裝雖然讓清軍的紙面實力壯大了許多，但炮兵部隊的實力可不僅僅是火炮數目的多寡，更重要的還是使用這些武器的人。由于軍工水平和軍費都比較有限，清軍中的炮兵其實沒多少實彈訓練的機會。而因其成軍不易，清軍將領一般也不舍得將這些寶貝兵派上陣去與明軍硬拼。但這次攻打朝鮮，對手實力相對較弱，清軍特地帶上了大量火炮，讓炮兵們能得到實戰訓練的機會。
像安州這樣有一定防御能力又不算特別堅固的城池，正好就用來操練炮兵和火炮攻城戰術，于是皇太極一聲令下，數十門火炮在城外一字排開，炮轟安州城頭。
雖說清軍炮擊的精準度和破壞力都比較有限，但震懾作用卻非常顯著，兩輪炮擊之后，城頭上便已經看不到守軍的蹤影了。清軍步兵趁著守軍撤下城頭，便立刻在城下架梯攻城。雖說炮擊一停，守軍便開始回到城頭防御，但仍然未能阻止清軍登上城頭。
一旦開始短兵相接，雙方的戰斗力差距便以更快的速度顯現出來，朝鮮守軍面對身著重甲的巴牙喇兵，就像是面對一只只刀槍不入的怪獸，根本難以招架。還沒到午時，清軍便已經占領了西門城頭。如果不是守軍已經提前用土石封堵了城門洞，清軍大部隊就要直接從西門攻入城內了。
安州城一共就只有四門火炮，全是去年從海漢手中購入。守軍將其部署在城頭，但先前炮戰已經被清軍炮火擊毀兩門，而清軍攻上城頭之后，眼見另外兩門炮也快保不住了，又因為炮身沉重沒法快速撤走，守軍不得已之下，只能是在炮膛填充炸藥將這兩門炮一并破壞掉了。
清軍用了三百余人的代價，在城頭上占住了一塊五六丈寬的地盤，然后城外的部隊便借助攻城梯迅速登上城頭，沿城墻向兩側擴張開去。而城內的守軍在意識到城防已經被清軍打開缺口之后，非但沒有抓緊時間發動反擊驅逐敵軍，反倒是有一部分軍隊因此而失去了繼續拼殺的斗志，開始且戰且退，尋找從戰場上脫身的機會。
在攻上城頭一個時辰之后，清軍便已經完成了對西城墻的肅清，并擊退了守軍自城內發起的幾次反擊攻勢。在更多的清軍翻越城墻進入到城內后，兩軍便開始在安州城里展開了更為殘酷的巷戰。
到當天入夜的時候，守軍勉強守住了東部城區，但控制區已經被壓縮到了城內不足三分之一的區域內。而此時清軍入城的兵力也已經超過三千，雖然不及守軍但也已經很難再被翻盤了。好在城中的平民前幾天便已經被放出去到山區避難，因此城內的戰火倒是沒有傷及到太多無辜平民。
守軍將領在夜間碰頭商議之后，已經無法統一意見，一部分人認為留得青山在不愁沒柴燒，當下大勢已去，就應該避免硬碰硬繼續送死，早點撤出城去保存實力。而另一部分人則認為自己接到的命令就是死守安州城，要盡可能拖延清軍南下的時間，一退再退，那要退到何處才是盡頭，寧肯在安州城內戰死也不愿服輸。
最終還是大部分守軍選擇了在夜間從東城門撤離安州城，只有一千余名朝鮮官兵仍要死守安州不撤。
天明之后，清軍按部就班地開始清理城區，并在東門附近與堅守安州的最后一支朝鮮兵馬遭遇。結果自是不必多說，留在城中的朝鮮部隊最終只有一百余名朝鮮兵被俘，其余人馬全部戰死。被俘者也是人人帶傷，仍是不愿投降。
這樣的狀況也是驚動了皇太極，他在入城檢視了城東的血腥戰場之后，認為自己先前或許低估了朝鮮人的戰斗意志。但好在這種敢于慷慨赴死的朝鮮人只是極少數，而且消滅一撥就少一撥。
皇太極最終還是下令將這些不愿投降的俘虜全部在東門處決，不過出于對這些勇士的尊重，他吩咐讓這些人保留全尸不必斬首，以示自己的“仁慈”。