山海关大战是一场改变历史进程的重要战役。大战之初，吴三桂的军队节节败退，清军趁机加入战局，李自成的大顺军猝不及防，最终遭到惨败。这场战役直接导致清军顺利入关，大顺政权退往陕西，清朝也由此奠定了统一中原的基础。

从兵力上看，大顺军在山海关本是占优的。吴三桂最初募兵约七千，再收降唐通兵约两万，总兵力约三万。清军方面，据《南明史》记载，约有七八万人，多为蒙古骑兵，战斗力极强。李自成的大顺军出征山海关时，史书记载差异很大，有五万、六万、十万甚至二十万之说。综合各方资料，前锋由刘宗敏率领约六万人先行，后续兵力加上可达十万以上，因此在数量上，大顺军略占优势。

然而，大顺军最终失败，关键原因在于对形势判断不足。李自成急于招降吴三桂，却未料到吴会转而投向清军。大战前，李自成对清军情报不清，行动缓慢，使得大顺军到达山海关时，清军已布好阵势等待。大顺军先与吴三桂军交战，双方在一片石、西罗城展开激战，依靠人数优势和地势优势，大顺军一度压制吴军。但吴三桂不甘失败，暗中与清军联手抵抗，使大顺军无法顺利进入关内。

清军采取“以逸待劳、后发制人”的策略，在李自成与吴军激战疲惫之时，派出阿济格、多铎各率两万精骑乘风突袭，突如其来的攻击使大顺军阵脚大乱，自相践踏，伤亡惨重。再加上牛金星未能及时带来援军，大顺军彻底溃败，损失数万人。

这场战役显示出李自成的大顺军对清军骑兵缺乏经验，对援军依赖过高，加之吴三桂背叛，使其败局不可逆转。

有人设想，如果张献忠的大西军及时支援李自成，战局是否会改变？实际上，这是不现实的。大西军主要活动在川渝地区，李自成则在北方展开势力扩张，双方关系紧张，几乎没有合作基础。即便大西军真的参战，也可能暂时增强大顺军兵力，但李自成在经历与吴三桂的消耗战后，仍需面对清军精锐骑兵，胜算未必大。更重要的是，即便两军联合，也涉及利益重新分配，而李自成刚刚打下北京，绝不可能轻易与张献忠共享江山，因此大西军支援几乎是不可能的。

总的来看，山海关大战的胜负，最终由清军的巧妙策略和吴三桂的背叛决定，而大顺军虽然在兵力上占优，却因判断失误和缺乏协调，最终惨败。