果然，努爾哈赤分別接到莾古爾泰和阿敏的來報，知道高第已撤入關內，隻剩寧遠按兵不動沒有撤兵，孤城一座，橫在眼前。努爾哈赤聞報大喜道：“非常好，真是要什麼他來什麼，我們這次終於可以橫掃寧遠，直跨山海關了。”於八月二十三日殺至寧遠城下，派出使團幾百人至城下勸降。隻見使團有人向寧遠城上喊道：“大汗有諭，今集二十萬兵馬攻打此城，破之必矣！爾等若降，封官許願，無所不從。”
煥立在城樓答道：“何來二十萬兵馬，虛有十萬耳，何故遽加兵耶？寧遠之城，乃汗所棄也，吾恢複之，義當死守，豈有降理！若果有兵馬二十萬，足以破城，何用勸降耳？”
城下之人還欲說，崇煥急刻命人向城下發了一發炮彈，八旗軍士頓時死傷百餘，軍中混雜一片，努爾哈赤手按馬怒喊道：“待我拿下此城，看你如何囂張。”揮手示意，向寧遠發起猛烈攻擊。
金兵推楯車，運鉤梯，蜂擁進攻，萬箭齊發，箭矢如蜂如繩射向寧遠城上。城上火器如星如塵發向城下，崇煥家人羅立死拽他下城樓，不要他在城頭之上。崇煥推開羅立道：“交戰之際，豈有將帥棄兵而求自安之理，還不趕快去傳令，絕不許敵軍打開城門，就在城樓之上用矢石，鐵銃，還有把西洋大炮都給我架上，三管齊下，絕不可以讓努賊踏進寧遠城半步。”
八旗兵馬沒有完全散開，死在寧遠城上的炮火箭石之下的便不計其數。努爾哈赤怒向眾軍道：“散開，去攻南城，南城炮火相對薄弱。”努爾哈赤回到帳中，喚來大貝勒代善命鑿壕溝而進，代善領命，帶著侄子杜度，兒子嶽讬至南城，散開大軍開始鑿壕溝。正好遇崇煥家人羅立起到城台之上，羅立在城上指揮士兵駕起紅夷大炮，對準兩紅旗猛一陣狂轟，兩紅旗血肉橫飛，屍骨血漿堆積如山。代善見兩紅旗兵馬放出去一拔又一拔，無一人有幸生還，心急如焚。
嶽讬勸道：“阿瑪，再這樣下去，兩紅旗就拚光了。”
代善道：“那你讓我拿什麼去見你瑪父。”
嶽讬道：“確實攻不進去啊，炮火太厲害，若真的硬拚，就算把兩紅旗拚光，還是進不去，到時侯才更不好交待。”
代善沉默不語，須臾，有人來報代善，杜度貝勒已猛衝到城牆腳下，代善道：“此時必須堅持，隻待杜度撕破口子，寧遠必可摧毀了。”兩軍相戰一晝夜不分勝負，夜半時分，金兵停止攻城，後退在大炮彈罐射擊以外處紮營安歇。
袁崇煥一見金兵退去，不及梳洗解衣，即刻招來總兵滿桂，副將左輔、朱梅，參將祖大壽，守備何可綱，通判金啟燝眾將士，歃血為盟，死守寧遠。又集所有兵馬與校楊，刺血為書寫‘精忠報國’四字，激以忠義，為之下拜。將士為之感動，皆誓死相守寧遠。幾將領商議，東麵乃努爾哈赤主力，由將軍滿桂守東麵；南麵為八旗大貝勒主力軍，則由將軍祖大壽把守；西麵由左輔把守，北麵由朱梅把守。袁崇煥提督全城，各將畫地相守，互為援應。
於次日，袁崇煥接到消息，八旗之兵因一路而來困乏至極，昨日之戰耗損過大，議定原地休整三日再行攻城。袁崇煥聞之大喜，速派通判金啟燝按城四隅實況，編派民夫，供給守城將士飲食，一時城中將帥勢氣大振。又派衛官裴國珍帶領城內商民操辦物料，運送矢石、火器、彈藥等物。更是親自督導撤西洋大炮入城，製作炮車，重新布設城上，齊備彈藥。還點孫元化、羅立等人教習士兵燃放。晝夜巡視全城，加以戒嚴，凡有亂自行動者當即誅殺，杜絕後患。
袁崇煥在寧遠城中前後奔走兩晝夜不曾解衣，於第三日正欲將息身子，以便來日決戰。突聽西門告警，取刀便走，原是同知程維騃查到奸細十人入城。袁崇煥聞聽大驚，不曾想在這上頭給疏忽了，遂將此十人削首示眾，與程維騃商議，城外居民得設法遷入，房舍得盡數焚毀。崇煥思索一定，便叫程維騃和左輔隻管出城接百姓入城，其餘事情他自己安排。
崇煥策馬便來到東門滿桂住處，叫醒滿桂道：“西門有奸細混入，現得把城外商民轉入城中，緊閉四門為上。”
滿桂一聽，急的胡須倒豎，視崇煥而問道：“此事末將早已想過，一時不得良法。若大開城門，正給努賊以可趁之機。”
崇煥道：“我以命左輔等將開西門去接百姓，我與將軍則從東門出城偷襲努賊軍營，定讓八旗分身不能，隻顧自安。”
滿桂歡喜道：“那北門、南門也是如此？”
崇煥忙道：“不可，若我軍全盤而出，敵軍數倍與我，我軍必會陷入險境。況我們隻是迎入百姓，緊閉城門。能給敵軍以重創固然最好，不能則速速撤回，固守寧遠城池乃我軍重中之重。”
滿桂得令，二人各領精兵五千，速開東門向努爾哈赤陣中奔去，探子不及稟努爾哈赤。袁、滿二人即已殺到，努爾哈赤及眾貝勒隻想過攻城事宜，一時沒有想到明軍敢偷襲營寨，故而沒有做任何防備。旗兵加以阻攔之時，已有千百餘人頭落地了，滿桂一身銀甲，手握長槍，領精兵在營中竄開一條血路然後折回。又竄開另一條路，任憑旗兵利箭槍刀如林，毫不在乎，隻前後兩個小時便撤兵飛入城中。這時西門左輔將軍遷入百姓之事也已經得手，袁崇煥即命取戶簿查詢，肅清奸細。自袁崇煥與眾人一陣而下，寧遠獨無奪門叛民、內應、奸細。