时后金侵掠京畿，刘之纶毅然请战，召募万人，分为八营，以副总兵八人分将之。后金兵攻下滦州，驻三屯营，分兵守汉儿庄。刘之纶出蓟州（天津蓟县），派别将吴应龙等从中路取罗文峪关，自率八营兵抵遵化。

后金兵闻报，于三屯营派精兵三万攻之，刘之纶兵大败。后金兵围山，招刘之纶降，左右劝其结阵徐退，刘之纶拒绝，整军再战，崇祯三年正月二十二日为后金兵射杀，八营兵只剩一营。

出战时刘之纶率万人在雨雪纷飞中誓师，激励将士。率军离京，到达通州时，守城的将官拒不接纳。他和将士们只好冒雨雪宿营于古庙中。这时言官趁此攻击他逗留。刘之纶很气愤，给崇祯上疏，说：“小人嫉妒，有事推卸责任，没事则挑拨是非，只因为臣骤然担任高官的侍郎职而惹起事端。请削去臣官，赐我这骸骨还乡。”崇祯阅了奏疏，没有同意。之纶上奏军机，皇帝没有答复。刘之纶惨败后的尸体被送回北京，箭没入头颅，拔不出来。金声用牙齿咬出来，把尸体交还到他家人。