朱棣毕竟不是笼里养出的娇鸟。他自少年时代起就随朱元璋征战，成年后又独当一面，是久娴军旅的师才。击走余真后，审时度势，朱棣认定明将宋忠拥数万兵于怀来，必会在建文帝诏旨催促下进据居庸关。因此，朱棣下令军队进前主动出击。
诸将不解，言道：“彼众我寡，难与争锋。不如乘关据守，待其来犯。”
朱棣力排众议：“宋忠部伍新集，军心不齐。应以智胜，不能力取。而且宋忠为人刚愎自用，轻躁寡谋，乘其犹豫首鼠之时，击之必破！”
言毕，朱棣率八千骑军精锐，卷甲倍道而行，直趋怀来。而且，他据鞍指挥，面有喜色。这些表现，均说明朱棣显然是成竹在胸。
本来，宋忠先在军中玩心理战，放言说明军在北平的家属皆为燕兵所杀，积尸满路，想籍此激怒属下将士死战。朱棣早已得知情报，他先派明军在北平的一帮子弟高举大旗为先锋，隔老远就呼兄唤弟，告知全家安康，阖门无恙。朱忠手下北平籍的兵将皆心中大喜，相互传语：“宋都督骗我们。”很快，绝大部分北平籍明军倒戈跑掉。
宋忠无奈，只得率余众苍猝列阵。阵形未稳，朱棣的燕军已将呐喊鼓噪冲过来，大呼向前。明军都指挥孙泰非常勇猛，策马迎着燕兵猛冲，杀伤不少燕兵燕将。朱棣忙找几个神射手上前，迎头就射，把孙泰射得遍体流血。孙将军一腔忠勇，不顾血流遍甲，奋呼陷阵而死。孙泰一死，本来心里就发虚的明军见势不妙，纷纷溃逃，返奔入怀来城。燕军尾随追入，攻陷怀来，把宋忠、余真以及都指挥彭聚三人活捉，送至燕王马前。
此三将打仗虽不得力，却都是忠义之士，皆不屈被杀。见主将如此，被俘的一百多明军中级将校皆不肯投降，慷慨就死。明初将士，多忠义之人，绝对不象明末的武将已被太平岁月腐化了意志，逮谁降谁。他们虽然被朱明同姓的燕王所擒，也能保持效忠中央朝廷的大节，确令后人敬重。
燕兵攻克怀来后，势如破竹，开平、龙门、上谷、云中皆不攻自破。不久，又攻陷永平。至此，朱棣的北平大后方根据地已成稳固之基，再无太大的后顾之忧，可以锐意南下。
北方军情如此紧急，建文君臣并没有十分在意，认为燕王朱棣只是侥幸得胜。当时，建文帝正锐意文治，天天与方孝孺等大学者、诸文臣们讨论《周官》法度。
黄子澄虽是书生出身，却也能看出燕兵来者不善，劝谏道：“燕兵素强，不早御之，恐河北尽失。”