李自成攻入北京后，曾多次招降吴三桂。当李自成亲率六万大军奔向山海关时，此时的吴三桂也派员在北京东不远的三河县迎接大顺军以示投降之意。
据传吴三桂听说爱妾陈圆圆被李自成的大将刘宗敏掠走，又闻其父吴襄被拷掠，登时冲冠一怒为红颜，马上又致书多尔衮，以黄河南北分治为条件，求其"速整虎旅，直入山海"。而多尔衮则利用吴三桂所处的危急局面，逼迫其放弃联清击李的政策而彻底投降清朝。在一片石战役中，吴三桂联合清军击溃李自成。清军入关后，攻入北京，多尔衮把年幼的顺治帝以及朝廷由东北的盛京迁都至北京，清定都北京后封吴三桂为平西王。
历史上最详细记载吴三桂对李自成降而复叛的是顺治十年钱轵的《甲申传信录》：
三月，（明廷）廷议撤宁远镇，并调吴三桂剿秦寇，封三桂西平伯，上（崇祯）手敕谕之。（吴）三桂方奉诏，未及行，而闯寇已陷京师矣。闯（贼）入，各镇将皆降，三桂道未通，闯（贼）令诸将各发书招三桂，又令其父（吴）襄亦书谕，使速降。三桂统众入关，至永平西沙河驿，闻其父为贼刑掠且甚。三桂怒，遂从沙河驿纵兵大掠而东，所过糜烂。（吴三桂）顿兵山海城，益募兵议复京师。
不过，在崇祯死后的几年，社会上从未有过吴三桂投降李自成的传闻，无论是钱邦芑的《崇祯甲申燕都纪变实录》、夏允彝的《幸存录》、还是谈迁的《国榷》、吴伟业的《圆圆曲》都不曾写下此事。而笔记小说《流寇志》、《吴三桂纪略》等所载的只言片语说吴三桂降闯的内容，也没有什么枝叶可寻，只可当作“小说”读读罢了。
其实，在接到崇祯勤王的诏令后，吴三桂并无故意迁延，而之所以行动比较迟缓的因为是要把关外人民拖家带口一同迁入关内。
吴三桂率军抵达永平、玉田后获悉明朝崇祯已亡的消息，穷途末路的他心里开始盘算自己的未来。若论思想情感，明朝对他吴家不薄，其父吴襄、其舅父祖大寿以及他本人，皆为明朝总兵官；若论荣华富贵，吴三桂投靠李自成后可以“封侯”，谋取高官厚禄，且大多数同朝为官的人已经这样选择了，这自然也是自己的最佳选择。吴三桂，一直与清军在辽东血战多年，还在宁远城重创过济尔哈朗部清军，投向清军肯定不是上佳的选择。
因此，吴三桂徘徊于玉田附近，一直没闲着，不断派人打探北京城中的情况。李自成政权的违背常理，以及刘宗敏夺掠其妾的肆无忌惮，使得吴三桂头皮发奓：纵使自己前往北京归顺李自成，也有可能是一去无回！趁着手中仍有一支生力军，不如拼死一搏，向清朝“借兵复仇”，或可死中求生！
就这样，吴三桂来了个突然回击，打跑了替李自成镇守山海关的唐通，与明朝原山海关总兵高第一起，宣布讨伐李闯，恢复大明。而后，“借兵复仇”变为“藩王相报”，吴三桂终成清廷鹰犬。
板上钉钉确凿的大肆宣扬吴三桂投降李自成后又反悔的说法，始于“三藩之乱”后的康熙时期。当时，为了暴露吴三桂的“大奸大恶”以显示其发动叛乱的非正义性，康熙帝在诏旨中大骂吴三桂“委身从贼”，目的完全是政治宣传。清方的主要目的是要把吴三桂塑造成一个反复无常、唯利是图的道德小人。
“三藩之乱”被平灭后，众恶归焉，加之吴三桂人品确实很差，众口一词，《庭闻录》《圆圆传》《四王合传》等笔记小说纷纷渲染吴三桂先降李自成而后为爱妾降而复叛的事情。渐渐地，传闻、小说，就变成了信史，吴三桂也就成为坏典型的样板。
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