Верны оба варианта — с запятой и без. В параграфе 36.5 справочника по пунктуации Д. Э. Розенталя говорится, что в подобных случаях «после союза но запятая не ставится при отсутствии паузы между союзами и ставится, если пауза делается; ср.: Но когда он, опираясь на палку, вышел из штабного автобуса на площадь… и, не ожидая, пока его обнимут, сам стал обнимать и целовать всех, кто попадал в его объятия, что-то защемило в ране (Павл.); Но, если даже противнику удавалось отбить атакующих, пехота снова бросалась в атаку (Сим.)».
Предложения такого типа описаны в «Коммуникативной грамматике русского языка» Г. А. Золотовой, Н. К. Онипенко, М. Ю. Сидоровой:
«Модель типа Царица — хохотать.
Субъект — личный (или одушевленный) в именительном падеже, обычно третьего лица, реже — первого. Предикат — в инфинитиве от акционального глагола. Модель можно считать экспрессивно-фазисной модификацией акционального предложения (ср. выражение начинательности без экспрессии: Царица начала хохотать, принялась хохотать). Перед инфинитивом может стоять частица ну или давай: Собаки — ну лаять; А он давай кричать на меня. По сравнению с исходной номинативно-глагольной моделью отметим оттенки интенсивности, повторяемости или продолжительности действия, возникающего как бы на глазах наблюдателя, часто — как следствие какого-то контакта, иногда — оттенок энергичного приступа, неожиданного для наблюдателя, а может быть, и для агенса.
Примеры: И царица хохотать, И плечами пожимать, И подмигивать глазами, И прищелкивать перстами, И вертеться подбочась, Гордо в зеркальце глядясь (Пушкин); Да что еще выдумал! Поймает, и ну целовать! (Пушкин), Тут бедная моя Лиса туда-сюда метаться (Крылов); Поели медвежата — и снова давай играть (Е. Чарушин); Видишь, подожгли город, а сами бежать! (Мамин-Сибиряк); Тут он ругать меня (Горький); Но вот он пулей из-за тупика, И — за угол, и расплывясь в гримасу, Бултых в толпу, кого-то за бока, И — в сторону, и — ну с ним обниматься (Б. Пастернак); Он их толкнет — они бежать (Н. Заболоцкий); Мы же с пустыми руками были, а они — стрелять (Комс. правда, янв. 1992).
Достигая впечатления синхронности происходящего с восприятием наблюдателя, подобные предложения, в соседстве с экспрессивно-разговорными безглагольными и глагольно-междометными моделями, могут включаться в контекст настоящего или прошедшего времени и представляют повествование репродуктивного типа. Гипотетически допустимо в них и второе лицо субъекта — например, в пересказывании сна, в котором говорящий видел собеседника: Ты хохотать; А вы бежать, но сама подобная ситуация слишком редка».