十一月二十八日，徐天佑率部撤往柳州，桂林仅有明朝宗室安西将军朱喜三留守。清军乘虚而进，十二月二十三日在平乐击败明义宁伯龙韬、总兵廖凤部，占领该城。次年（1653）正月十五日清军占领阳朔，朱三喜部下只有一千多杂牌军队，抵挡不住清朝正规军。十九日，清军重占桂林，线国安、全节和新任广西巡抚陈维新盘踞该地。四月间，明将胡一青曾率军来攻桂林，被线国安等击退。

七月二十一日，李定国虽曾再次进攻桂林，却未能奏捷。

衡阳大捷

李定国等部明军连续攻克湖南大批州县的消息传到北京，顺治皇帝大为震惊。

七月十八日,他派敬谨亲王尼堪为定远大将军，统八旗精兵南下，二十日离开北京，原定计划是经湖南进入贵州，同吴三桂、李国翰所统四川清军合攻贵阳。孔有德兵败身死的噩耗传来，清廷于八月初五日急令尼堪改变进军方向，先占湖南宝庆府（府治在今湖南邵阳市），然后进军广西。

清定南、平南、靖南三藩中孔有德兵力最强，桂林失守后，定藩兵马逃入广东，顺治帝惟恐广东有失，特发专敕告诫平南王尚可喜、靖南王耿继茂：“切毋愤恨，轻赴广西；倘贼犯广东，尔等宜图万全为上计”，等候定远大将军尼堪军至广西后，两潘兵力听从尼堪指挥。

十一月十九日，尼堪军至湘潭县；明将马进忠引部众退往宝庆。

二十一日，尼堪自湘潭起程，次日进至距离衡州府（今衡阳市）三十余里处。李定国派出部将领兵一千八百名佯抵一阵，随即后撤。尼堪骄心自用，以为明军不堪一击，即于二十二日夜“兼程前进”，次日天色未明到达衡州府，与李定国大军相遇。

定国见尼堪轻进寡谋，决定以计取胜，事先埋伏重兵，命令前线将士对阵时稍一接触即装出兵力不敌的样子，主动后撤。尼堪“乘胜”追击二十余里，陷入埋伏。定国一声令下，全军出击，杀声震天，势如潮涌；清军仓皇失措，迅速被明军击败，主帅尼堪也在混战中当场毙命。同时被明军击杀的还有一等伯程尼和尼堪随身护卫多人。定国军士割取尼堪首级献功，“东珠璀璨嵌兜鍪，千金竟购大王头”，全军欢声雷动。清军不敢再战，在多罗贝勒屯齐（或译作吞齐）的率领下垂头丧气退往长沙。

李定国在不到半年的时间里，指挥攻城、野战都取得了辉煌的战绩。他用兵机动灵活，英勇果断，显示出卓越的军事才华。时人张怡根据李定国委任的桂林知县李楚章的话说，“公用兵如神，有小诸葛之称。纪律严明，秋毫无犯，所至人争归之。军中室家老弱各为一营，皆有职事，凡士伍破衣敝絮，皆送入后营，纫织为衬甲、快鞋之用，无弃遗者”。陈聂恒也记载，“定国智勇冠其曹，且严纪律，民皆安之。或传定国兵当以夜至，比晓则已过尽矣。故所至有功”。

清军统帅定南王孔有德、敬谨亲王尼堪的相继败亡，对于明清双方都是震动朝野的大事。就其影响而言，桂林、衡阳大捷远远超过了战役本身。攻克桂林之后，李定国趁势收复广西全省，清朝官员“号天大恸；自国家开创以来，未有如今日之挫辱者也”。尼堪贵为亲王，统率满洲八旗精锐出征，竟然兵败身死，更是出乎清廷意料，连顺治皇帝也悲叹：“我朝用兵，从无此失。”跟随尼堪出征的贝勒吞齐（即屯齐）、巴思汉，贝子扎喀纳、穆尔佑，固山额真韩岱、伊尔德、阿喇善等高级将领后来都受到革爵、革职等严厉处分。

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自从明朝末年以来，文官武将一提到清军无不谈虎色变，依附清廷的汉族官僚每遇军情紧急往往请求朝廷派遣“真正满洲”参战，如顺治六年湖广辰常总兵徐勇在题本中说：“总之，逆贼畏满兵，而不怯南兵，南兵如云，何如满旗一旅也。”

满洲贵族也自视为天之骄子，所向无敌。李定国挥军转战千里，连杀清朝二王，特别是击毙了贵为亲王的满洲劲旅主帅尼堪，打破了清军不可战胜的神话。其心理上的作用不可低估。就清方而言，兵力上的损失可能还在其次，更重要的是神情沮丧。

清广西巡抚王一品因患病回京，幸免于桂林之厄。顺治十一年他已痊愈，吏部仍推荐他复任广西巡抚，王一品如临深渊，规避不前，行贿托人题免，发觉之后被清廷处以绞刑。谈迁也记载，顺治十年有三个人赴吏部谒选，探筹（即抽签决定补用何地何官缺）得广西，“悸惧却不能手”。