隆庆三年(1569年)，鞑靼东部草原发生旱灾，大量牛马死伤，造成了很大损失。草原上各部蠢蠢欲动，想要南下劫掠大明，以弥补自身的损失。但又惮于戚继光的威名，一时踌躇不前，都把目光投向了鞑靼东部的两大霸主，土蛮部和朵颜三卫。
土蛮部首领土蛮汗狡猾奸诈，他不想做第一个和戚继光正面厮杀的人，但又想试一试戚继光战力究竟如何，就联络朵颜部一起发兵南下。这正合朵颜部首领董狐狸之意，于是双方约定十二月一起出兵，趁戚继光还未把长城修完，突入长城进犯蓟镇。
隆庆三年(1569年)12月，朵颜部董狐狸按照约定领精锐骑兵三万杀向蓟镇，而土蛮汗却在出发前诈称患病，没有发兵，还让报信的人缓缓而行。
等董狐狸收到土蛮部消息时，军队已经离蓟镇不远，这时董狐狸才知道上当了，但此时他骑虎难下、进退两难，如果此时退兵，不仅名声受损，而且这次出兵人吃马喂都白白消耗；如果进兵又要独自面对戚继光，他心里一点底都没有。他权衡再三，还是下定决心和戚继光一较高下，便继续领兵杀奔蓟镇。
戚继光收到朵颜部来犯的消息，知道自己上任以来面临的第一个重大考验来临了。蓟镇长城还没有整修完毕，敌人很容易找到缺口突破，而此时蓟镇只有一个车步骑混编作战营完成了基本训练，总兵力不过八千人，其他营刚组建还没有形成战斗力。手下将领都认为兵力悬殊，此战无法取胜。
游击将军刘平劝戚继光不要出兵，他认为每年这些鞑靼骑兵都会寇边劫掠，等他们抢完自然就撤兵了，虽有过错但并不严重，如果贸然出兵，一旦战败就是大罪，这是他多年来积攒的经验。
戚继光听了刘平的话怒发冲冠，他大声斥责道：“我等驻守蓟镇，保国安民义不容辞，如今鞑靼南犯，眼看国土被践踏，百姓遭涂炭，此时无动于衷与国贼何异！”说罢命人将刘平拖下去重打五十军棍，以儆效尤。并环顾众人道：“再有妖言惑众乱我军心者，军法处治！”众将士闻言不觉懔然，心形俱肃。整肃部队后，戚继光即率混编营八千将士前去御敌。
此时朵颜部骑兵屯聚塞外，首先进犯蓟镇的董家口。董家口的长城和空心敌台都已修建完毕，并有将士驻守。瞭敌的士卒发现敌人进犯，立即举烽火示警，附近的敌台发现后都非常警惕，台中士兵立即登台准备应战。
董狐狸没见过空心敌台，不知其功用，只见其突出于城墙，便遣兵攻打。台中明军通过箭窗不断施放铳箭，朵**兵纷纷落马，根本无法近台，而他们的箭又被箭窗所挡，很少能攻击到明军。朵颜部猛攻了一个上午，留下了一地的尸体，却连一个敌台都没有攻下。董狐狸这才知道敌台的厉害，急忙下令停止进攻。
董狐狸及时改变战术，午后开始集结兵力，以敌台中间的城墙为突破口发动猛攻。城墙上的士兵通过垛口施放铳箭还击，两侧的敌台四面都有箭窗，此时台中明军通过侧面的箭窗也同时发动攻击，形成三面合击之势，朵**兵伤亡更重。
在发动了几次冲锋毫无收获后，董狐狸意识到这些长城经过戚继光改造已经坚若磐石，自己的骑兵要想攻下，恐怕伤亡很大，于是他决定撤兵，去其他地方试试运气。
朵**兵沿长城绕行，一路行至榆木岭，这里的长城也很完整，董狐狸又碰了一鼻子灰，只好狼狈撤走。
他们一直走到青山口，才发现这里的长城还没有完全修好，中间有一段几十米的缺口。董狐狸喜出望外，立即组织骑兵向缺口发起冲锋，想要突入长城。等他们快冲到城墙缺口处，发现那里正有一支奇怪的军队摆好了阵势等着他们。
这支部队正是明军的车步骑营。戚继光当时正率师驻扎在附近的墙子岭，收到朵颜部向青山口行军的消息后，立即率兵援助，在青山口城墙缺口处摆好阵势迎敌。只见明军把战车排列成方阵，将骑兵、步兵围在其中，并在阵前摆好拒马等器械，以阻止敌人骑兵的冲锋。
董狐狸第一次见到车步骑营，哪知道这支奇形怪状的部队的厉害，率领三万骑兵径直冲上前来。由于城墙缺口狭窄，朵**兵冲锋的阵型非常密集。
戚继光见状晃动手中黄旗，明军车兵的八门大将军炮立即发动齐射，炮弹落下时惊天动地，中弹的朵**兵粉身碎骨、惨不忍睹，很多战马受到惊吓也四散乱跑，扰乱了冲锋的阵势。等敌骑靠近一些后，明军又用数百门虎蹲炮一起轰击，给敌骑造成的很大杀伤。付出惨重代价后，敌骑终于抵近战车，这时明军又发动鸟铳、快枪、三飞箭的轮番攻击，敌骑纷纷落马，士气低落，冲锋之势趋缓。
董狐狸看到自己的精锐骑兵伤亡如此惨重，心头滴血，但箭在弦上不得不发，他亲自督战，朵**兵重振士气，继续发动高速冲锋。
眼看敌骑就要逼近战车，戚继光挥动红旗，指挥步兵出车迎敌，但步兵队看到敌骑冲锋之势正盛，竟然吓得两股战战，不敢迎战，很多将士准备逃跑。
戚继光气的七窍生烟，他深知面对骑兵，步兵一旦逃跑，就变成了待宰羔羊，于是赶紧冲上前去力斩了数名逃跑的将士，这才稳住阵脚。步兵队开始冲出车外结阵杀敌，长枪、狼筅、钩镰等长兵器不断刺中敌人或马匹，挡住了敌骑的攻势。但这支部队毕竟训练时间尚短，遇到骑兵时的恐惧心理还没有完全消除，眼看冲过来的敌骑越来越多，戚继光担心步兵无法抵挡，便立即挥动蓝旗。
明军骑兵立即从两翼向敌骑发动反冲锋，敌骑没有想到明军骑兵还敢主动出击，并没有在两侧安排掩护，结果被从中间截成两半，后队冲锋之势戛然而止，只剩前队二千余骑继续冲向车阵。明军骑兵只为阻遏敌骑冲锋，并不和敌骑纠缠，冲破敌阵后就互换位置，返回车阵。
要知道骑兵攻击一旦被阻，要从静止再次发动高速冲锋，会消耗很长时间。只这一会儿工夫，明军步兵在车营火器的辅助下，终于将敌骑前队全部消灭。
戚继光晃动黄旗，车营再次发动炮击，不断收割朵**兵的生命。
此时董狐狸几乎陷入癫狂，这三万骑兵是他的绝对精锐，是他争霸草原的本钱，如今只一个冲锋就损失了二千余骑。他不知道还要冲锋几次才能冲破明军这个奇怪的阵型，但他知道这个损失他承担不起，就算最后他能获胜，手下三万骑兵又有多少人能返回草原，一旦他折损过多，土蛮部会第一个从背后捅刀子，霸占他的草原，掠夺他的子民和牛马。想到这里，他恐惧了，几乎是歇斯底里地吼道：“撤军，撤军！”于是敌骑如潮水般退去。
看到敌骑退去，明军发出了震天的欢呼声，他们已经憋得太久了，无数次的失败让他们早已记不清，上次胜得这么酣畅淋漓是什么时候。骑兵将领请命追击敌军，被戚继光制止：“敌人只是撤退，不是溃败，此时追击很可能会落入陷阱，穷寇勿追。”
只有戚继光知道这一仗胜的有多险，他抹了一把头上的冷汗，暗道侥幸。说实话，戚继光也不知道自己的军队还能撑多久，如果不是关键时刻骑兵从两侧截断敌人的冲锋，只怕步兵已经顶不住了，一旦步兵队败退，失去保护的车营也必将全军覆没，能逃走的只有少数骑兵，幸运的是董狐狸先顶不住了。
虽然获胜，戚继光却通过这次战斗看出了边军孱弱的战斗力。骑兵队只是一次冲锋，还是趁敌不备，并没有和敌骑缠斗，就损失了百余骑，如果敌骑有所防备，只怕伤亡更大；车营使用火器攻击的准确度和速率都太差，即使面对敌骑如此密集的冲锋阵型，依然不能造成致命杀伤，如果换做是南方的戚家军操纵火器，戚继光绝对相信会打得敌骑怀疑人生而陷入崩溃；而步兵队不仅战斗力弱，连胆气也没有，一看到骑兵冲锋就吓得魂都飞了，这样的军队实在是难堪一战。
操作火器和胆气的训练都非一日之功，可现在戚继光最缺的就是时间，谁知道下一次鞑靼骑兵会在什么时候发动进攻，而最能快速有效提升士兵训练成果的方法，莫过于从南方戚家军中挑选火铳手北调入蓟，再分散于各营来言传身教了。
战后谭纶和戚继光向朝廷奏报青山口大捷，此战共歼灭朵**兵二千余骑，而明军伤亡仅百余人。戚继光还借此次大捷再次向朝廷提出调三千戚家军火铳手入蓟，作为练兵骨干和示范，尽快提高蓟镇边军的训练水平。
青山口大捷的消息传到京城后，朝野为之振奋，大明边军已经很久没有在北方正面战场上取得如此胜利了，虽然只消灭了二千敌军，但却是在兵力处于绝对劣势且自身伤亡极低的情况下，这绝对是一场大捷。隆庆帝龙心大悦，着兵部重重奖赏蓟镇将士，在这样的势头下，内阁及兵部也爽快地同意了调戚家军入蓟的请求。
