三眼铳在明朝后期逐渐成为了明军火器部队的主流装备之一，最主要的原因很有可能就是因为明军的作战阵势的改变。
在明军九边当中，三眼铳比例最高的无疑是辽东镇，而辽东镇的火炮战术体系逐渐成型之后，辽东军的火器部队有不少成为了这些火炮部队的主要护卫力量之一。
因为在辽东镇的火炮战术体系，在野外作战当中同样很倚重车阵。
在某个意义上，车阵在野外作战当中，往往会成为明军火炮部队的主要作战掩体。而远程部队也需要依靠车阵来进行作战，在车阵内向外射击。
而三眼铳相对于鸟铳之类火器，射程确实是处于劣势，而且在装填速度方面，更加是缓慢无比。但是在紧急的情况下，能够三发连射或者是直接齐射的三眼铳，无疑在火力倾泻方面形成更强的密度。
同时，三眼铳有着一个鸟铳无法比拟的优势，那就是假如说鸟铳在近战方面只不过是一个烧火棍的话，那么三眼铳好歹还能够用来当钝器来砸向敌人……
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明末时，辽东各镇几乎都以三眼铳作为制式装备，无论骑兵还是步兵都普遍装备着三眼铳。根据辽东镇于1630年的编制，正兵火器营的基本战术单位”队”，即是全装备三眼铳部队。
《开原图说》列出了三眼铳部队的作战方式：
正兵枪手四百名分为四方，每方一百名，百总统之，共百总四人。每总分为四队，队二十五人，队长统之，共队长十六人。每方大炮十位，四方四十位，一炮二人，共炮手八十名。每方三眼枪八十杆，四方三眼枪三百二十杆，共枪手三百二十名。每枪十杆间大炮一位，共大炮八位，余二位设于营门。车营既苦无军，若前无障拒又不得施火器之用，每方且安拒马枪八十架，四方共三百二十架，行则带于枪手，马上驻则以铁锁环之，此方营也。其中子营以协营门，下人役二百名，内丁一百名，中军内丁五十名，共三百五十名，分十四队，羽翼主将即兵法所谓握机也。
其射打号令掌，一声号各枪手上马，二声号各挨队伍站立，三声号各照队伍前行。遇敌掌喇叭即止，点鼓下营，枪炮手各按队伍摆列，先列拒马枪，次大炮及三眼枪，摆列齐备。摔响钹一声鼓止，如遇贼冲，一阵击金一声，枪手点放三眼枪一孔，击金第二声点放第二孔，击金第三声点放第三孔。如遇贼三连冲不止则连声击金枪炮更番装打不绝。则退起营，掌号一声收拒马枪及枪炮入队，二声号上马，三声号条队前行。若追袭之际，卒遇逹贼不及下营，枪炮各按队伍条为长营轮番更打且战且行，有进无退焉。（‘逹’是“达”的讹字。）若与贼持久，欲使炮声不绝，则以四炮为朋，每方二朋，四方八朋，共炮三十二位。每朋马兵十六名，骡四头，八朋共马军一百二十八名，骡三十二头。
一朋十六人之中选能干有眼力者一人看苗头，选有胆气者一人点放，选手疾者一人安火线，选便利者一人装火药，一人装大小铅子，再选有力者专管捅炮二人，一炮共八人，余三人捉马骡看苗头及点放，二人在营前不动，装完候放之炮，在见放炮后之左安火线装火药铅子，三人在装完候放炮之后，放过候装之炮，在装炮三人之后各专一事不许错乱，各按方位不许那动，轮流装替更番打放庶循环不绝。每朋布药袋一筒，木马二十筒，皮条串带装火药之人司之，大小铅子袋一筒，木手捶一柄，铁通杖一根，皮条串带装铅子之人司之，火线袋一筒，铁锥二把，小刀一把，皮条串带安火线之人司之，火绳点放之人司之，支炮木马厚薄不等三四十筒，皮条串带看苗头之人司之，平居‘稽’查庶临事无误。
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而这些列装三眼铳的部队数量不少，但是比较著名而且成建制的是关宁铁骑。
关宁铁骑，作为明末历史上的一支颇有传奇色彩的骑兵部队，其争议考究于后世而言，算得上是一个有意思的地方。
后人认为，清顺治九年成书的《绥寇纪略》中首次明文使用“关宁铁骑”这四个字。但是依据当时的舆论倾向，“关宁铁骑”不大可能是指袁崇焕训练的骑兵，而有可能是戚继光抗倭之兵中的一个分支。
袁崇焕当时有“投敌叛国”之嫌，直到清朝乾隆四十九年(1784年)，清人根据《清太宗实录》编写《明史》时，乾隆下诏为袁崇焕翻案，而这时已经是150年后了。而《绥寇纪略》成书於顺治九年，此外《太宗实录》六十八卷，吴伟业本人没有参与《太宗实录》的编纂，不可能有机会提前知道内幕，所以他本人不会冒天下之大不韪，而为袁家军歌功颂德。
根据《绥寇纪略》明确指出所谓“关宁铁骑”指的就是祖大寿的家将入关所带的军队。祖宽（胡人，见明史）是祖大寿的家仆，祖大乐是祖大寿的堂弟。此两人携家将部队入关清缴农民军。
根据《明季北略》明确记载祖大寿组织家丁，形成一支善战的部队。《明季北略》明确给出了关宁铁骑的定义：“铁骑者，山北近河北、山西、辽阳人，俱控弦习战之士。”可见家丁中的来路是比较复杂的，多是弓骑的战士。
同时《明季北略》里说吴三桂也有一支“关宁铁骑”。考虑祖大寿与吴三桂的关系（祖大寿是吴三桂的舅舅，吴三桂之父吴襄是祖大寿的部下），这是同一支部队。谈迁的《国槯》参考了《绥寇纪略》等书，这里谈迁称之为”关辽铁骑“，同样指出是汉人组成。
《明史》中介绍辽东将领尤世威中，也有这么一段：“七年命偕宁远总兵官吴襄驰援宣府。坐拥兵不进，褫职论戍。未行，会流贼躏河南，诏世威充为事官，与副将张外嘉统关门铁骑五千往剿。”与《绥寇纪略》《明季北略》，经查询史料确定，此为杨嗣昌崇祯四年任山永巡抚时在山海关所编练的关门铁骑营。与传闻中的关宁铁骑无关。
所谓铁骑，不外乎两种解释：1披挂铁甲的战马的骑兵，2借指精锐的骑兵。因祖大寿和吴三桂的兵属于关宁军，才称其为“关宁铁骑”。这与传闻中的铁血军团没什么关系，可证传闻为假。
而关宁铁骑也并非为孙承宗所编练，根据熹宗实录，天启六年袁崇焕上书辽镇军编制，依然沿用孙承宗所额定的编制，并没有关宁铁骑。到天启七年，户部尚书郭允厚疏言：“关门内外兵马自枢辅裁定，而后连匠役杂兵一万一千三百八十一员名在内共一十万七千三员名马骡五万三千八百五十二匹头。”又一次证明关宁军依然是孙承宗所定编制。
根据《明档》记载，崇祯元年三月前后，有约十万众蒙古部落归顺明廷，被时任辽抚安置在锦州附近，辽镇将领即从中招募大批精壮善战之夷人充做家丁，时锦州总兵祖大寿更直接将部分蒙古人整编为降夷左右营，以蒙古部落首领为将，成为了祖大寿直属指挥的一直精锐军队，人数约三千人左右。
关宁铁骑也并非袁崇焕所编练，袁崇焕被任命蓟辽督师是崇祯元年四月，七月入都见皇帝，后面一直忙着平兵变，策划杀毛文龙，然后就是己巳之变被捕下狱。短短一年多时间并未来得及对关宁军做出变动。梁启超《袁崇焕传》与金庸所著《袁崇焕评传》也均无关宁铁骑的记载。
袁崇焕下狱后，祖大寿成为了辽军方面的军事首脑，任辽镇总兵官。从此，以祖大寿为首的以降夷为主要战力的祖家军跨上了主导明代辽东十数年的历史舞台。随着崇祯八年，祖家军的将领祖宽、祖大乐带以降夷家丁为主的部队入关剿匪，祖家军的善战之名即在关内传开，至崇祯九年，有人开始以“关宁铁骑”称呼祖大寿所领的以家丁为主力的祖家军。
吴三桂其父为吴襄，与祖大寿是姻亲关系，也属于祖大寿军事家族内的一员。当祖大寿于松锦之战投降于皇太极后，吴三桂即成为祖家军在明朝辽军方面的代表。其麾下三千家丁也成为其所依赖的重要战力。
综上，历史上真实的关宁铁骑实为祖大寿为首，以家丁为主要战斗力的一只家族化的军队。因大凌河之战与松锦之战，祖氏家族大部降清，这只军队也得以为清廷所用，成为了汉八旗的重要组成部分。
而在这之后，吴三桂的关宁铁骑事实上就是吴家的家丁，在经过祖大寿之前的训练的人员为基础，重新组建起来的一支“吴姓”的关宁铁骑。
至于两支关宁铁骑，亦或是说当其时的关宁铁骑与汉军正黄旗的骑兵交战，历史上并没有详细的记录。
因为有关祖大寿降清之后的记载并不算太多：
1642年（明崇祯十五年，清崇德七年）农历三月初，被围困了整整一年的锦州粮绝援尽，城中杀人相食的惨状再度重演。于是祖大寿在三月初八亲率部众开城出降。
捷报传到盛京，皇太极大喜过望，命人立刻将祖大寿送到盛京。当祖大寿跪倒在崇政殿时，皇太极走下宝座，亲自将他扶起，好言抚慰：“你上次背叛我是为了你的主子，为了你的妻子儿女和宗族。我曾经对大臣们说过，祖大寿一定不能死，如果以后再次投降，我也决不会杀他。事情过去就过去了，只要以后能够尽心尽力地侍奉我就可以了。”
祖大寿被授予汉军正黄旗总兵的职位。塔山、杏山也相继落入清军之手。山海关外，仅存宁远一座孤城。祖大寿的外甥吴三桂既是明军事重镇宁远总兵，又是辽东提督，统率关外明军。皇太极让祖大寿写信招降吴三桂，吴三桂回信拒绝。
1644年（清顺治元年）农历九月，爱新觉罗?福临在辅政大臣济尔哈朗的护送下，从盛京（今辽宁沈阳）抵达北京，祖大寿跟随入关。
1656年（顺治十三年），祖大寿在病死于北京祖家街的府宅。
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而关宁铁骑在吴三桂时代的征战记录，事实上不多，其最著名的并不是在辽东对抗满清，而是三藩之乱：
关宁铁骑在吴三桂的反动统治下，帮助清军占领了北京。后来在吴三桂的带领下彻底击败农民军，随后又协助吴三桂反清，一度几近将清朝推翻，康熙丧失了50万军队。
随着康熙二十年“三藩之乱”被平息，曾经威名赫赫的关宁铁骑终于在炮火硝烟中归于沉寂。
由于关宁铁骑归袁崇焕指挥过，所以明朝对这支部队的记载只是轻描淡写。清朝立国之后，由于关宁铁骑曾是八旗军的死敌，且最后又助纣为虐，参与吴三桂的反叛，所以，清朝的记载也是能贬则贬。这种“姥姥不疼，舅舅不爱”的境遇，使关宁铁骑在后人的眼中，印象一直模糊不清。
有一种观点认为，关宁骑兵是明朝统治者学习先进军事产业的一次尝试。话说天启年间，兵部尚书王在晋主持辽东战事，当时正值广宁大败，辽东官军已是全线崩溃，各个胆寒。王在晋勘察前线之后，认为朝廷边军已不堪再战，纵然侥幸收复广宁，也无力坚守。而且国家财力疲敝，根本无法与建奴长久对峙，于是主张尽数放弃辽东、辽西，以长城为边境，重修山海关作为最后防线，只以水师骚扰建奴腹地，如此便可大大减少军费开销，所需工程费用总共亦不过一百万两银子。
但当朝诸公皆以为，王在晋不谋划恢复辽东失地，反而还要再丢弃辽西，实在怯懦无用，于是将其罢免，改由帝师孙承宗督师辽东。孙承宗倒是一心想要打回辽阳和沈阳，收复辽东，但朝廷官军在野战之中实在打不过后金，便想出一条堡垒计，在山海关外大兴土木，不断往东修堡垒。建奴来了，军民就缩进堡垒坚守，建奴退去，就再往前继续修新的堡垒，一边挺进一边施工，最后把堡垒修到沈阳为止。
此策如果用在永乐、嘉靖年间，国家财计充裕之时，或许倒也可行。然而自从天启年间以来，天下灾荒频繁，赋税难以征齐，户部银库早已入不敷出。孙承宗为了推行堡垒战术，在辽西集结十余万大军，还要修堡垒、铸火炮、囤积粮秣，却依然无力主动出击，反而每逢野战必败，未能收复一寸失地，不能遣散大军休养生息，军费开销自然也降不下来，还白白送给了后金大笔的粮草、兵器、马匹和饷银。而且每一次女真兵来袭，摧毁沿途各堡垒之后，官军还得再一次重修，于是朝廷又要拿出一大笔的工程开销。
结果，朝廷在辽西关宁军身上每年花费的军饷，居然高达五六百万两白银之多，而之前朝廷户部的岁入，也不过每年四百万两上下，户部很快就开始哭爹叫娘。孙阁老看看似乎不行，于是又想要自力更生，在辽西屯田，但辽西之地能够收获的粮秣赋税，折合白银只有十五万两。而且在关外屯田的话，如果关宁军无法在野战之中击败建奴，没办法阻止敌军劫掠，那么你这些屯田里的庄稼就等于是为女真人种的。
这般入不敷出之下，朝廷不得不一再加征辽饷，搞得天下人心惶惶，可是依然无法弥补这个无底洞。由于在辽东要修筑这么多堡垒，工程用度太大，朝廷不得不拆东墙补西墙，于是西北各镇的粮饷长期欠发，导致山陕边军哗变，西北流寇横行之势遂不可遏止。而中原、山东也是不堪重负，民变蜂起。无论大凌河之战胜负如何，只要孙承宗靡费巨万的堡垒计不改，以朝廷财力之窘迫，迟早要被活活拖垮。
而关宁铁骑同样收到了这样的影响，最终导致其规模一直不过是五千人左右。
