守得住守不住因素很多。

本身山海關就是天下第一雄關，地勢之險要無需多言，胡虜騎兵為主，不善攻城。山海關之穩固如同馬奇諾防線，要不然滿清早就入關了。

但是沒有哪個城池是絕對的固若金湯，關鍵還得看人。斯巴達300人在溫泉關硬扛薛西斯數十萬人，並非僅僅依靠地利。

李自成的農民政權攻入北京後就沒有了進取心，巧取豪奪民心盡失。即使能守住山海關幾個月，但最終依舊會告破，在巨大誘惑面前能有所剋制的也就劉邦一個人吧？更何況還有吳三桂這個大漢奸，對關內形式瞭如指掌，這就是最大的威脅。

可能有個錯誤認識：李自成打山海關是為了打仗。

其實錯了，李自成打山海關是為了把得病的降兵去送死。可以看看李自成打山海關主力戰將，幾乎沒有，大多數是降兵。

不僅因為降兵不值得信任，更重要的，降兵身上有病，鼠疫，潛伏期很短，讓他們送死很合適。

李自成主力在哪裡？帶著北京的的金銀回到西安。所以可以看到，後來李自成在西安附近的潼關認真抵抗了清軍。那些才是李自成主力。

讓降兵在京城搶個夠，然後去送死，把有瘟疫的屍體就在清兵陣營，李自成這個計策挺毒的。

所以，兵者，詭道也。

在清朝期間最流行的民間傳說就是吳三桂衝關一路為紅顏，這個民間故事大家都聽過我就不在這裡細說，根據問者所提的問題我一個人所知做一下解釋。

一、吳三桂為什麼要詐降？這個午具體時間考證，因為你不是吳三桂你不知道吳三桂當時是真降還是詐降，當時崇禎已經吊死煤山，李自成攻破北京致電吳三桂讓其投降並說你再這樣抵抗只會無謂的犧牲，並且也毫無意義，你已經沒有主子了，如果你肯投降於我我將包你榮華富貴，吳三桂也不是傻子，背面是滿清，南面是闖賊，與其投降滿清做個賣國賊還不如投降闖賊還不會落個漢奸的罪名，所以他有可能是真降。

二、為什麼最後半路又投降了清軍？這個很簡單啊，李闖太高估自己的實力了，他認為他滅了崇禎手下那麼多厲害的大將，連崇禎都被我滅了你一個小小的守邊關的將士算得了啥？我還跟你講什麼條件？直接派兵過去幹就是了，並且又看上了人家的相好，土匪就是土匪能有什麼大志向，除了想錢就是想女人，崇禎被他滅了真的是一是因為明朝的腐敗，更重要的是崇禎瞎指揮對內過於苛刻對外卻亂放仁慈知心！就這樣吳三桂說你說幹就幹，哥子也不是吃素的，關寧鐵騎都是袁崇煥帶出來久經沙場的哥們些，害怕他一些不成氣候的土匪不成。一口氣就把李闖的兵給滅了，然後吳三桂也不跟你談了，你逼殺了崇禎就是殺了他的主子這個理由很充分，老子要替主報仇，假意是請清軍入關幫忙敢走李闖，關鍵是清軍也不是傻子，這就是假途滅虎的故事！

三、滿清攻山海關李自成守得住嗎？我的回答是他絕對守不住！他剛剛滅掉崇禎，還只能算是打入北京，殺了皇帝，根本都還有自己的地盤和政權，各地都還是明朝的官員和臣民，沒有人會聽他李自成的號令，再加上李自成這會的兵雖說比剛起義那會好，到戰鬥力遠遠趕不上明軍，清朝的八旗兵更是甩他幾條大街！李自成並沒有得到當時大地主大官僚集團的認可，即使清軍不打他他在北京也待不了多久，山海關自然也會丟！

先說一下當時中國三股政治力量

李自成帶著6萬軍隊，號稱10萬（一說號稱20萬），將山海關包圍了個水洩不通，戰鬥力方面我覺得不像其他人說的那樣老弱病殘、不堪一擊。下面倆點可以證明：當時同為梟雄的多爾袞這麼評價過李自成的軍隊：吾嘗三圍彼都，不能克，自成一舉破之，其志勇，必有過人之處。這句話意思是說，我們大清打了三次北京城，都沒有打下來，而李自成打了一次就打下來了，李自成及其軍隊肯定有過人之處。可以看出李自成的軍隊戰鬥力還是很強的。另外，在真實的山海關之戰中，前半部分（清軍沒有參加時），李自成的軍隊同吳三桂的關東鐵騎血戰了將近一天，雙方損失都很大，但是李自成逐漸佔優，吳三桂就快守不住了，如果沒有清軍，吳三桂肯定會被全殲。所以李自成軍隊的戰鬥力至少不弱於吳三桂的關東鐵騎的。

吳三桂呢，手上有5萬左右的關寧鐵騎，經常同清軍交戰，戰鬥力絕對不差。

大清呢，當時多爾袞帶了10萬人，那時候的八旗子弟戰鬥力絕對不像清末那樣不堪一擊，戰鬥力很強。

按照題主的假設，吳三桂詐降李自成，李自成的部隊守山海關同清軍去剛正面，清軍攻打三海關，我覺得守不住，原因有三

其一，清軍兵力佔優，以騎兵為主，清軍山海關之戰幾乎是傾巢出動，可以說是猛將如雲，10萬對6萬，優勢還是很明顯的。

其二，清軍後勤有充分保障，清軍身後就是東北，物資、人員源源不斷，反觀李自成軍隊，軍隊長途跋涉，在北京又沒幹什麼好事，民心渙散，後勤同清軍比起來差遠了。

其三，雖然三海關地勢險要三面環山，一面靠海，易守難攻，但是隻要清軍繞過三海關（真正的山海關之戰，多爾袞是滅了唐通守的一片石這個地方的，換句話說，可以從這個地方繞過山海關），切斷李自成後勤補給，圍點打援，消耗李自成有生力量，山海關不攻自破。