在明廷举办献捷仪式的同时，正准备围攻安平的伪清豫亲王多铎却收到了多尔衮着他立即赶往庆都增援的军令。
和多铎袭击靖北军一样，如今的睿亲王多尔衮也遭到了卢象升的偷袭。
时清军主力由于袭破京畿府县二十余座，所获钱粮、青壮不可计数，多尔衮大军日行不过二十里。
追入保定的卢象升敏锐地发现了战机，他认为东虏主力裹挟军民粮秣南入真定，而蠡县、安平一带河流颇多，东虏必走庆都方向攻入真定。
故此，庆都山和小孤山之间的官道便是多铎大军的必经之路，卢象升遂令山西总兵虎大威、宣府总兵杨国柱、大同总兵王朴等人打着自己的大旗统领勤王大军继续衔尾追击。
自己则亲率万余天雄军倍道而行，意欲在庆都山一带设伏，一举击溃清军主力。
对于卢象升轻兵冒进的决策，虎大威等人均认为不妥，宣大总兵杨国柱甚至直言，“东虏入寇，罪在关宁，外不能御奴于辽东，内不能配合友军，坐视东虏肆掠，我宣大诸军兵不过两万，此去何异于以卵击石？”
虎大威也是担忧，跪求道：“辽军畏敌如虎，督臣孤军深入，一旦有变，岂不遂了朝中奸臣之心？”
卢象升慨然道：“陛下圣明，小人能蒙蔽一时，终不能一世也，本官非为个人之功，实为解救京畿百姓也，且薛阁老能在高阳力挫阿巴泰，想来东虏战力也不过如此，只要我等戮力同心，必能击退东虏。”
卢象升执意进兵，虎大威等人亦感念卢象升忠义，亦从其计。
十一月初，卢象升进至庆都小孤山附近，卢象升看到此地山势虽不甚险要，然连接庆都山，官道又狭窄而崎岖，实在是设伏最佳之处。
卢象升和部将卢向同等人遂上山考察地形，登高而望，发现此处山势延绵，有几处峡谷可设伏兵。
经诸将估计，自己大队尚在多尔衮之后，多尔衮必然无备，遂决定就在这小孤山十余里长的官道两旁草木丛中设下埋伏。
以部将杨陆凯为初伏，卢向同二伏，自己亲引大军居中调度，又令士兵埋地雷火药于官道之中，并与诸将相约，必等东虏全部进入官道，初伏才能发动。
然后便引爆地雷，各军同起，如此首尾夹击，清军必败，又令埋伏各部携带干粮以免因造饭引起的炊烟被清军察觉。
明军部署好埋伏之后两日，多尔衮率大队抵达庆都，多尔衮也算是久经沙场的宿将，在发现小孤山一带地形复杂后，就停下了进军的脚步，并派遣哨探入山打探情况。
相比于多铎，多尔衮行军布阵，要稳妥的多，在侦查没有消息时，多尔衮居然停下了进兵的步伐，就在小孤山以北布下了大营。
多尔衮老成持重，这令卢象升万分着急，他轻兵突进，军中只携带数日的干粮，根本不足以和东虏消耗，遂决定当夜突袭清军。
时值十一月上旬，是夜月黑风高，卢象升即集结大军，分三路突袭清军大寨。