遼陽總兵劉鋌帶着自己的親兵營，不顧神機營的火器運輸不便，炮車車營隊伍落在了最後，自顧自地衝在最前方.
他對京師東郊的此次戰役有些擔心，因爲他已經聽說了敵手作戰是以火器爲主的。劉綎當年在朝鮮順天之戰中對陣小西行長，曾經嘗過倭寇鐵砲手的厲害。
前日昌平誓師大祭，經略汪可受主持祭祀時，結果屠牛刀不利，三次才砍下牛頭。在閱兵式上，劉綎養子劉招孫在演武時居然因爲槍柄腐朽，以致槍頭當場脫落，這不但使得劉綎感覺兆頭不好、晦氣十足，也本能地發覺大明朝的武備已經廢弛到了什麼程度。
劉綎指揮下的神機營13000餘人本是劉綎部隊的主力，此刻卻遠遠地落在了隊伍最後。他們與總鎮左營、總鎮左翼營等其他部隊主要作戰武器是火器，總共攜帶着天威大將軍炮一位、神武二將軍炮三位，轟雷三將軍十位、飛雷四將軍炮十四位、捷勝五將軍四位、滅虜炮一百三十位、虎蹲炮十五位、旋風炮、神炮若幹，神槍一千四十杆、連珠炮、翼虎炮共十位、鐵槍四十位、鳥銃一千四百二十門、三、四眼槍一千七百九十杆、大小銅鐵佛朗機九十架等等一大堆。看起來火器衆多，火力猛烈，但是這些炮實際上都是百餘年前老式樣，較新的佛郎機銃、鳥銃製作工藝粗糙，而且三、四眼槍、快槍等都是火門槍，無準星，射程不過幾十步。而且操作這許多火器的神機營兵丁缺乏戰陣訓練，臨戰之時能打響手中火器就已經很不錯了。
劉綎不喜歡這些京軍士兵，他知道京軍已經腐朽無用，這些神機營兵丁臨戰就知道拼命發火器，一旦敵人衝上前，一定會轉身就逃。
本來，劉綎是打算等着川軍勤王部隊來到京師後，再帶着自己的老部隊出戰的。他只對指揮川軍作戰有點信心，但是朝廷催逼得實在太緊，尚方寶劍的寒光已經在他們這些前線將領頭上閃爍了。
所以，劉綎無可奈何出戰了，但是卻拋開其他部隊，本着兵貴神速的宗旨，只帶着自己那班蜀中子弟兵往前衝。劉綎於當時諸將中最爲驍勇。他力大無比，能單手託起一張放滿酒菜的八仙桌；擅使大刀，所用鑌鐵大刀重一百二十斤，馬上輪轉如飛，天下稱“劉大刀”。他弓馬嫺熟，又擅用袖箭，曾經用墨在木板上隨便畫點，然後用袖箭擲去，無不中的。又曾經拉出戰馬數十匹，呼之俱前，麾之皆卻，見者無不讚嘆。
但是，現在是火器時代了，個人的武勇與整個戰陣大局而言，已經不是唯一的決定性因素了。
劉綎所部花了兩個時辰，在上午時趕到通惠河南岸，猛然發覺眼前已經出現了一座方形土城。
他略一觀察，發現土城周圍人頭晃動，土牆外圍似乎有道壕溝，無數人正在壕溝內活動。土城方形四角各有一個突出牆外的炮臺，形式古怪。他不知道這是一種簡易的多棱形堡壘，是火器時代的築壘體系，源自於歐洲。
劉綎的基幹部隊是他的蜀地親兵，個子矮小卻驍勇善戰。他發現敵人的已經構築了堡壘體系在等着官軍，不由地猶豫起來：他看見了土牆上架着的大炮和火銃，他不想讓自己的爲數不過1000的親兵去當炮灰。
於是，劉綎這一路官軍最早推進到了中華軍大營附近，卻在遠處徘徊。劉綎在等後續部隊的到來，打算利用神機營的火器去攻擊中華軍的堡壘。
通惠河北岸，京師三大營的主力部隊22000餘人，由襄城伯李國幀所統領，剛剛從左安門出來，長長的隊伍在河北岸行軍，向東面中華軍大營推進。原遼東總兵李如柏將帶着隸屬三大營中五軍營的殫忠﹑效義諸營8000餘人從廣渠門出來，正在趕來和李國幀會合。三大營原來爲五軍營﹑三千營和神機營，編制名稱歷經百多年變化，原先是明軍最具戰鬥力的主力、戰略機動部隊，土木堡之變時損耗殆盡；兵部尚書于謙對京營編制進行改革，於三大營中選精銳十萬。分十營團練﹐以備緊急調用﹐稱十團營，京營規制至此一變。嘉靖二十九年(1550)﹐罷團營和兩官廳﹐恢復永樂時三大營舊制﹐不同的是三千營改名神樞營﹐其三營司哨掖等名及諸內臣俱裁革﹐而以大將一員統帥﹐稱總督京營戎政﹔以文臣一員輔佐﹐稱協理京營戎政。其下設副參等官。凡團營兩官廳之兵﹐悉歸五軍營﹔而寶纛令旗等項則仍隸神樞營。這時的三大營，普遍派駐有監視內臣﹐營務都在中官掌握之下。
神機營主力既然已經劃歸劉綎這一路部隊，總督京營戎政、襄城伯李國幀帶領的部隊主要是神樞營、五軍營的兵丁。神樞營實際是掌官皇帝的旗﹑輿服﹑兵仗金鼓、御用寶物等的騎兵部隊，更像儀仗部隊，而不是作戰部隊。他們打着皇旗走在隊伍最前方，意味着天子親臨戰場。真正的作戰部隊是隸屬五軍營的圍子手營，其下所屬的叉刀手及京衛步隊官軍還算是可戰之兵。殫忠﹑效義諸營僅僅是勉強能戰而已。
在京營部隊的北面，遼東總兵官張承胤帶領的遼東軍主力正從日壇向東面開進。遼東鎮副將頗廷相、參將蒲世芳統領的遼東軍主力30000人已經展開部署，隸屬遼東軍的5000騎兵正緊鄰京營部隊左翼行軍。大同總兵王樸、宣府總兵楊國柱、薊鎮總兵唐通、參將馬科、保定總兵王宣等率領的25000名明軍兵丁在更靠北面的平原上向東推進。
在北京城的東郊，官軍部隊的正面戰線在南北方向綿延了近三里長。
半個時辰後，他們看見了中華軍的大營。那是在華北平原上突兀而立的一大片營地，周圍密佈柵欄、鹿砦，營地前方堆砌起了三座平大土臺，土臺上面各安放着幾門重型火炮。
一隊隊中華軍士兵正在大營前方整隊，一股股黑色人流在整齊地邁步前進，肩上扛着黑黝黝的火銃。千萬名中華軍戰士在鼓聲、海螺號聲指揮下，在無數藍底中字戰旗指引下，以營爲單位展開了長長的戰線，正對着朝廷官軍的方向。
在步軍陣列的兩端，無數炮車被推了出來。這種可以輕盈地推動的野戰炮使得官軍中的一些人臉色大變。明軍之中也有火器部隊，一般把大炮等重火器當做攻城利器，在野戰中如何使用，明軍將領幾乎沒什麼考慮過。因爲明軍沒有象中華軍炮兵那樣的車炮一體的炮車，大炮在野戰行軍中的表現，在明軍而言那簡直是累贅。
明軍的炮車，不過是大炮的運輸車，並不能機動靈活都展開陣位。
明軍各部隊在距離中華軍兩裏開外，漸漸地停了下來。數千騎兵在兩軍陣前飛奔而過。明軍戰場指揮官名義上是經略汪可受，實際上是遼東總兵官張承胤。他下令開始列陣；火器營在最前方，步軍在後方，騎兵在兩軍陣前來回穿梭。他擺出的陣勢就是一副守禦的姿態，雖然明軍人數是敵人的近四倍，但是張承胤在見到中華軍陣地的情況後，已經失去了戰而勝之的信心。
張總兵並非毫無見識的莽撞之徒，而是身經百戰的老兵。他知道一些中華軍的情況，也曾經和倭人鐵炮手戰鬥過，也指揮過火器部隊和蒙古騎兵作戰。