戊寅年（公元1638年），卢象升因父丧丁忧。此时清军入侵，他身穿麻衣草鞋，遵照皇帝诏令出任督师。觐见皇帝时，皇帝问他有什么方略。卢象升回奏说：“我主张坚持抗战。”皇帝立刻脸色难看，过了好一会才恢复，说：“朝廷原本并未提出与清兵和谈的策略，所说的和谈，其实是外面不知情官员们的讨论和建议。”卢象升说：“敌人可能采取的每一步行动都应当警惕防范。首先担忧的是他们逼近皇陵，以此震动人心，这是第一要考虑的风险。其次担忧的是他们直奔京城，动摇国家的根本，这是第二要忧虑的事情。再者，担心敌人会分散兵力出击畿南地区，并对周边各郡进行快速袭击，从而截断我方的粮食运输线，这是第三大顾虑。集结大量兵力固守某一地的话，虽然防守集中但容易因被动应对而减少主动出击的机会且损失可能增多；若分散兵力四处迎敌，则可能导致力量分散而无法取得成效；兵力过少则难以全面防御，粮食供给不足更会导致内部混乱，这些都是在抵御敌军时所面临的困难。”皇帝认为很有道理，命令他与杨嗣昌商议。
卢象升坚持主张积极抗战，而杨嗣昌对此态度消极，只是一再告诫不要轻易开战。卢象升决定采取行动，从驻地出发返回昌平，并命令各位主将各自挑选精锐部队，约定在十月十五日夜半时分，从四路十个放心同时发动攻击，对敌军营地进行突袭，要求每个士兵必须刀剑见血，人人身上带有伤痕，战马必须疲惫流汗，否则将依法严惩。然而，随军监军却对此举持有异议，他写信表示，历史上听说过雪夜攻下蔡州的战例，却未听说在月夜进行大规模突袭，并强调奇兵更应该使用少量精兵。
随行监军对卢象升的行动进行了种种阻挠，面对这种情况，卢象升上疏请求批准分兵作战。杨嗣昌调配了宣府、云南、山西三地的部队归属卢象升指挥，号称兵力达两万，但实际上削弱了其战斗力。卢象升确定了决战日期，在巩华誓师，发表慷慨激昂的演说，情深意切以至于泪如雨下。然而，杨嗣昌对此感到不满，意图阻止卢象升的军事行动。杨嗣昌拟定了一份公文，打算让卢象升前往通州，接受高起潜的监军。卢象升并未遵从这一命令，杨嗣昌于是上疏说明情况：“如果敌军南下，督师应当赶往通州接受监军；如果敌军尚未到达通州，督师应当直接在京城附近镇守。”卢象升感慨地说：“杨嗣昌此举不过是想借监军之名拖延我军出战的日期罢了。”他对这种做法感到十分愤怒。
适逢杨嗣昌亲临军中，卢象升严厉指责他道：“敷衍战事、坐视危机的行为是犯罪，你为何坚持主张招抚，难道不知历史上城下之盟往往被视为国家、历史的耻辱吗你身为掌握军事大权之人，京城内外舆论压力如同疾风骤雨，如果只是唯唯诺诺地顺从和议，那么袁崇焕那样的灾祸便会立刻降临。即使不怕灾祸，又怎能不顾及自己这年老力衰的身体，既然不能把对父母的孝心转化为对国家的忠诚，挺身而出报效祖国，那么将会导致忠孝两失，丧失本性，有何面目立足于世间呢”
杨嗣昌面色严肃，激动地说：“你是要直接用尚方剑架在我的脖子上吗”卢象升回应道：“尚方剑必须先经过我自己的脖子，如果不消灭敌人，轻易加诸他人是不可能的。但如果放弃战斗而主张和谈，只会滋生祸患并自取其辱，这不是我能理解和接受的。”杨嗣昌显得有些退缩，辩解说一直以来并没有议和计划。卢象升说：“周元忠被派遣到北方进行和谈工作，经过数日往返，他的任务首先在蓟门的督监那里启动，并在京师枢密部门及京营接受了训令和指示，此事在全国都引起了广泛关注，还要为谁遮掩”
周元忠是个双目失明的算命先生，因为与辽地的人较为熟悉，所以被派去执行和谈任务。然而，清兵有人质疑，认为此事重大，为何不用正式官员办理，反而派遣一个身体残疾之人，简直是在轻慢对待此事，提议处斩周元忠。周元忠苦苦哀求才得以免于一死。
有段时间，卢象升晋升至尚书级别，麾下军队气势旺盛，短时间内收复了许多失地。然而，杨嗣昌出于嫉妒，从中作梗、阻挠破坏。编修杨廷麟在奏章中写道：“正如南宋时期南仲位居朝中，使得李纲无法施展才；秦桧把持朝政，导致宗泽壮志未酬，抱憾离世一样，如今国家拥有杨嗣昌这样的大臣，实非边疆之福。”杨廷麟上疏之后，被贬为卢象升军前赞画。
卢象升对杨廷麟说：“目前敌军势力强大且分布广泛，如果不攻打皇陵，就会直逼京城。现在我军在京师的兵力稀少，粮食供应也非常匮乏，如果我们不采取行动，敌人将会更加轻视我们；但若仓促应战，又可能出现其他的变故。因此，请您代表我去真定，与当地的巡抚、按察使协商求得粮草支援。一旦得到粮草，我将率领全部兵马，不惜生死，以报效国家。”随后，卢象升率领五千骑兵，行程千里，尽管军队面临着粮食短缺的困境，甚至很多时候只能空腹行军，但他依然坚定地率军向前疾驰，准备与敌军决一死战。
在这种困境下，卢象升悲痛万分地恳求援助，但无人能救。他清晨走出营帐，向四方将士下拜，说道：“我和所有将士一同蒙受朝廷的恩泽，只怕不能为国捐躯，而不怕不能活命。”全体将士听到后都深受感动，纷纷落泪，不敢抬头看他。在这种情况下，卢象升毅然决定拔寨起行，以最快的速度抵达贾庄，并在那里安营扎寨。随后，他率领五千人马出击，成功射杀一名敌军骑士，但很快遭到敌人大部队的包围。卢象升下令全军迅速奔驰，猛烈冲击敌阵，最终迫使敌军撤退。卢象升对他的将士们训示道：“虽然我们现在取得了胜利，但敌军必定会集合更多的骑兵来对付我们，千万不可松懈。”到了第二天，敌军果然带领大批人马猛烈冲击他们的营地。卢象升环顾四周，大声问道：“谁能为我击败他们”总兵虎大威立即派出军队迎击，但并未取得优势，有退却之势。卢象升振臂高呼：“虎将军，今日正是我们报效国家的关键时刻，不要顾惜自己的生命。”他召唤后方的骑兵一起上前迎战，卢象升亲自冲锋陷阵，奋勇杀敌，亲手击杀了十多名敌人，期间身中两箭两刀，但他仍然不停歇地呼喊道：“关羽断头，马援裹革，就在此时矣！”结果他不幸战马受惊摔下阵亡。当时是戊寅年（公元1638年）十二月十二日。他的忠实随从顾显和掌管马匹的杨陆凯也一同殉难。四年时间后，朝廷追赠卢象升为户部尚书，并赐予“忠烈”的谥号，为其举行隆重的祭奠与安葬仪式，同时也给予了丰厚的恩惠与荣誉。
另外一种说法是，卢象升与杨嗣昌之间严重意见不合，导致军队补给严重短缺，甚至一度断粮，士兵们在长达七天的时间里仅靠饮水度日，但他们仍然坚守信念，未曾产生背叛之心，但处境极其困苦。卢象升身着简朴的军装，将尚书印绑在肘后，最终在战场上不幸被流矢射中，壮烈牺牲。
后来卢象升与洪承畴（洪承畴降清后，朝廷当时不知道此事，还以为他也阵亡了）两人同样因忠贞勇敢的事迹受到后人的敬仰，朝廷为他们在京师共同设立了祠庙，每年四季都会进行祭祀活动。
卢象升之所以战死，总结起来主要有六个原因：一是与杨嗣昌意见不合，二是与高起潜在军事行动上不协调，三是以弱势兵力对抗强敌，四是用少数兵力迎击多数敌人，五是没有充足的军饷供应，六是缺乏外部增援。而后面这五个不利因素，很大程度上是由于杨嗣昌的奸猾计谋所造成的。虽然从短期来看，杨嗣昌的决策直接导致了卢象升的死亡，但从长远的历史角度来看，也正是杨嗣昌的行为成就了卢象升忠诚勇敢、坚韧不屈的千古英名。作为一个品德高尚的人，卢象升不应因此被世人苛责。
来自宜兴的陈姓朋友告诉我，卢象升的父亲曾与一位风水先生交往密切，这位风水先生为卢家选择了一块位于山间的墓地，这块地奇特之处在于四周全是石头，中间却是一片土地，被称为“石山土穴”。当挖掘墓穴时，发现下面有一根坚硬如剑的石笋。风水先生建议将棺椁置于石笋之上，并预言后代中将出现显赫且忠诚的官员。卢父听后表示：“子孙成为忠臣，那有什么不好的”于是按照风水先生的建议下葬。后来卢家果然出了卢象升、卢象观等兄弟，如此看来，那位风水先生确实非凡人也。（书写于六月二十一日）
译者注：1.丁外艰，主要用于指子遭父丧或承重孙遭祖父丧，回籍守孝。丁内艰是指儿子遭遇母亲去世，回籍守孝。