吴三桂，字长伯，辽宁中后所（今辽宁绥中）人，祖籍扬州高邮，生于明万历四十年（1612年）。他的父亲吴襄，字两环，明天启二年（1622年）武进士，崇祯年间先后任都指挥使、都督同知、总兵、中军府都督等重要职务。
吴襄出身于辽东将门望族，自幼习武，善于骑射。吴襄耳闻目睹了明朝在天启二年（1622年）如何丢失广宁，辽东经略熊廷弼如何被传首九边，辽东巡抚王化贞如何下狱而死。崇祯十七年（1644年）正月，吴襄奉旨调进北京，娶了祖大寿的妹妹为妻。祖大寿是世居辽东的望族，吴襄成为祖大寿的妹夫，吴三桂成了祖大寿的外甥。祖、吴两家的联姻，使吴襄、吴三桂父子找到了坚强的靠山，也使祖氏家族的势力更加壮大。
吴三桂在父亲吴襄和舅舅祖大寿等的教诲和影响下，既学文，又学武，不到20岁就考中武举，从此跟随父亲吴襄和舅舅祖大寿，开始了他的军旅生涯。
崇祯四年（1631年）大凌河之战中，团练总兵吴襄率马步四万余往援大凌河祖大寿，结果吴襄临阵逃脱，被削职。第二年六月，为平息山东登州参将孔有德等兵变，吴襄随副将祖大弼出征山东，最后孔有德从登州乘船渡海，投奔后金，而吴襄恢复了总兵职务。
随着吴襄官复原职，吴三桂也在当年任游击，时年20岁；崇祯八年（1635年），吴三桂被擢为前锋右营参将，时年23岁；崇祯十一年（1638年）九月，吴三桂任前锋右营副将，相当于副总兵，时年26岁；崇祯十二年（1639年）蓟辽总督洪承畴、辽东巡抚方一藻、总督关宁两镇御马监太监高起潜，报请朝廷批准，吴三桂被擢为宁远团练总兵，时年27岁。吴三桂从游击、参将到副将，再到总兵，升迁之快，超乎常规。一来和他懂文习武、能说会道有关，也和他父亲吴襄、舅舅祖大寿是总兵有关，还有一个关键是吴三桂拜御马监太监高起潜为义父。
自从吴三桂被提升总兵官以后，效力朝廷更倍于前。“忠可炙日，每逢大敌，身先士卒，剿杀虏级独多”是朝廷给他的赞语。
吴三桂得到明廷的信任和器重，其父亦身居显官，其亲属无不富贵，这自然使吴氏宗族与大明朝的命运联系到一起。他当然明白，只有忠实于朝廷才能得到他追求的功名富贵。因此，他凭一股青年人的锐气为朝廷效力，在他看来实属天经地义。
崇祯十四年（清崇德六年，1641年）年初，明清在辽西的交战频繁不歇，日趋激烈，终于导致明清兴亡史上又一次大战——松山决战的爆发。
松山决战是明清战争中的一次具有决定性的战役。双方准备的时间都很长，汇集的兵力也十分雄厚，这场战争的胜负直接影响到双方的前途和命运。松山位于锦州之南，是重要的战略要地，洪承畴之所以在这里安营，是看到这里是宁、锦的咽喉。如清军一破松山，明朝的宁、锦就全线动摇；如果明军能固守松山，清军在宁、锦用兵就较难收效。
这次双方投入的兵力，明军为13万之多，清军大约也相当于明军的数字，或多于明军。总之，对清朝来说，这次战役是动员了全国的兵力，还调来蒙古各部和朝鲜的兵力助战。
四月二十五日，明清双方在乳峰山上山下，东西石门处，展开了一场激战。这可算是松山大战的一个前奏。
明军七镇在统帅洪承畴的指挥下，各挑选精锐步兵，携弓箭、枪炮，分别从山下东西两翼向山上的清兵发起进攻，山上的清军居高下击。明军毫不畏惧，冒着如雨点般的矢石奋勇登山进击，抢占近台高处，放炮张旗帜，大批明兵勇气倍增，喊声震天，拼命冲锋，被围在锦州城内的明兵听到枪炮与呐喊声，知道援兵已到，祖大寿即挥军出城南门外，摆列营阵，与援兵遥相呼应，形成了内外夹击清兵的态势。当明兵抢上山与清步兵搏战时，山下埋伏的清骑兵先自西石门冲出七八千，居左翼的吴三桂等率部迎战，“鼓锐当先”，直冲十余次，“兵气强劲”，阵斩清骑兵十人，挫败了清骑兵的攻击。清原欲以精锐骑兵将明兵阵势冲垮，不料明“马步官兵拒战甚猛”，因而没有得势。在东石门，有明炮兵营，居东山险要处轰击，有力地配合了步兵的进攻。
清兵攻击不成，便用牛车推运红衣大炮30门，从东西两面向明兵轰击，明兵炮营不甘示弱，奋力与之对射。战斗持续到傍晚，清兵被迫退却。清方承认此次战斗“失利”。
战斗结束后，洪承畴将有功人员向朝廷呈报。他把吴三桂列为首功。
松山东西石门之战，明兵以较大的代价获取小胜，并没有达到解锦州之围的目的。洪承畴意识到恶战还在后头，他向朝廷表示：“大敌在前，兵凶战危，解围救锦，时刻难缓，死者方埋，伤者未起。半月之内，即再督决战，用纾锦州之急。”
主帅洪承畴决心如此之大，可他所信赖的吴三桂竟在即将爆发的决战中当了逃兵……
原来，清军不断调兵遣将，将松山团团围困，在城外挖了八尺深壕，彻底截断了松山与外边的联系，连粮饷也运不进去。洪承畴只好召集诸将，商议突围之策。他表达了自己坐守孤城的决心，要求诸将各自率部突围，然后整兵反救重围，内外相应，或可决围而出。
这时，吴三桂站出来，说道：“兵法云置之死地而后生，桂愿奋勇当前，经略（洪承畴）可率众随后，何为坐以待毙？”洪承畴赞他勇气可嘉。
可是，在至关重要的突围战斗中，吴三桂并没有认真地进行拼战厮杀，当总兵王朴先逃时，他竟随其后，逃之夭夭。
洪承畴与部将曹变蛟、王廷臣等人苦等突围各总兵的回援，但望穿秋水，也没有等到。崇祯十五年（1642年）二月，松山失守，洪承畴等将帅寡不敌众，束手就擒。固守锦州的祖大寿得知松山失陷、主帅被擒的消息后，大为惊恐。知外援已绝，守城也无望，于是打开城门示降，锦州终归被清军占领。至此，松锦之战画上了句号。
在这次大战中，吴三桂连曹变蛟、王廷臣都不如。他们坚持与洪承畴同命运，没有逃跑，与之同守孤城松山。吴三桂却置他的主帅洪承畴于不顾，自率所部拣大路先逃至杏山，再逃至宁远。这究竟是什么原因，历史没有明确的记载，但我们可以推测：由于敌强我弱，吴三桂不想在不能取胜的战斗中消耗自己的实力。在他的将士中，其骨干都是他的亲丁家将充任的，这一部分人可以说是他的私人武装力量。自明初以来，凡辽东将帅无不有自己的家丁任军职。吴三桂自然不能例外。据其父吴襄说，他们父子有家丁将士三千余人。这些家丁都效命于吴家父子，听其指挥。在战斗的关键时刻，往往依赖他们出力。不用说，不论哪一位将帅都不会愿意自己的亲丁家将被消灭。事实上，在松山大战中，他的亲丁家将保存独多，就说明了这个问题。所以吴三桂“不战而逃”，不会出于别的原因，只能是为保存实力而不惜一逃。从这次战役中，就可看出吴三桂性格中有投机的因子。
吴三桂与王朴等人先行逃遁，罪在当斩。但崇祯皇帝考虑到此时的辽东，除了吴三桂，已经无人可以担任镇守的重任，因而暂且压下怒火，只将王朴处死，给吴三桂以降三级的处分，仍命他镇守宁远。不久，又下诏将吴三桂擢升为辽东提督，总领辽东主、客兵，兵力增至三四万人；又给他以自选领兵官之权。吴三桂对皇帝的恩德感激涕零，决心竭尽忠诚报效朝廷。他召集散兵败卒，扩充军队，征集军粮，积极训练士卒，多次打败清军的进扰，固守孤城。
皇太极多次派人劝降吴三桂，吴三桂一律不答。或许他也曾做过利害的权衡，但在行动上他没有表示出对明王朝忠诚的动摇。
崇祯十五年（1642年）十一月，清第五次出兵入关，攻克三府，十八州、六十七县，长达八个月之久。清兵归途中路经京畿，明大学士周延儒集八镇大军于螺山（今北京怀柔北），不敢阻挡，望风而逃。只有吴三桂和山海关的马科、山东的刘泽清远道赴援京师，合力阻击了清军。虽然没有起上什么大作用，但相形之下，却也还算勤王有功，因此吴三桂威名大振。