天命四年七月，原開原千總王一屏、戴集賓、金玉和、白奇策及守堡戴一位，因“子女被俘”，帶二十餘人“覓妻子來降”。佟家的二十人亦叛明逃來。努爾哈赤十分高興，諭告說：“尼堪無叛逃他國之例”，“觀此來降者，知天意佑我矣。彼聞吾養人，故來投耳”，“我等應善養來投之人”。遂賜六員千總各人五十名、牛馬五十匹頭、羊五十隻、駱駝二頭、銀五十兩、綢緞十匹、布一百匹。賜守堡、把總等官各四十人、牛馬四十匹頭、羊四十隻、駱駝一頭、銀四十兩、緞八匹、布八十匹。其餘隨從人員各依職務，賜與妻子、役使阿哈、田舍、耕牛、乘馬、衣服、糧食等物。
七月二十六日，努爾哈赤親率八旗健兒，在鐵嶺擊敗喀爾喀部齋賽等貝勒援明之兵，生擒齋賽父子三人及色本等二十名貝勒、台吉，使滿蒙關係發生了重大的變化。
遣使修好
努爾哈赤一向重視與蒙古各部的和好、聯盟，很早便與蒙古科爾沁部、喀爾喀五部的一些貝勒、台吉遣使往來，聯姻婚娶，他曾將三弟舒爾哈齊貝勒之女孫帶格格撫為己女，嫁與喀爾喀部之巴約特部恩格德爾台吉。他聞聽科爾沁部的兀魯特部明安貝勒之女“頗有豐姿”而聘為妃，又娶科爾沁部孔果爾貝勒之女。其子褚英、莽古爾泰、皇太極、德格類，皆分別與內齊汗等貝勒之女結為夫妻。特別是建州興起以後，明朝實行“以西虜(蒙古)製東夷(建州)”政策，每年花上百萬兩銀子，賜與蒙古貝勒，要他們出兵，助明作戰，從北麵包圍後金，更加突出了蒙古在明金爭鬥中的重要地位和強大影響。在明廷重賞的引誘下，稱霸於喀爾喀五部的齋賽，以及紮魯特部色本、巴克貝勒等人，與明聯盟，誓征建州，一再襲擊後金村寨，劫殺後金使者，並出兵來援鐵嶺。甚至連努爾哈赤的內弟桑噶爾寨(明安貝勒之子)，也領兵隨同齋賽，來援明朝，征剿姐夫。
努爾哈赤抓住齋賽、色本以後，作出了明智的決定，暫不殺戮，並釋放齋賽部下一百四十人返回其部，以此來爭取蒙古喀爾喀五部脫離明國，讓他們與後金建立友好聯盟關係。此舉果然見效，八月，喀爾喀五部諸貝勒遣使來，請求不殺齋賽，努爾哈赤回信，列舉齋賽之過，說明因念及五部卓禮克圖洪巴圖魯貝勒、厄布拉德依皇台吉，故拘而未殺。十月二十二日，以卓裏克圖洪巴圖魯貝勒為首的喀爾喀五部貝勒，遣使來求聯盟對明，戰則同戰，和則同和。努爾哈赤於十一月初一日遣額克星額等五大臣前往，與五部貝勒宰牛殺馬，對天盟誓，決心“共議討伐原來之仇敵明國”，若欲議和，必“共同議和”，違者“損壽短命”。努爾哈赤釋放齋賽之子克實克圖，厚賜皮裘衣帽鞍馬，送彼回部，並宣布待兩國同征明國，取得廣寧以後，再考慮齋賽的歸期，在此之前，其二子可輪流在後金侍奉其父；後金與蒙古喀爾喀五部的關係發生了可喜的變化。
天命四年六月，為便於用兵，於界凡築“行宮”及八旗貝勒、大臣、兵士住房，迎汗和諸貝勒福金來此居住，十六個月後又遷居薩爾價，一步一步逼近明境。
天命五年三月，努爾哈赤第一次製定“論功序爵”的製度，援用明朝官稱，設總兵官、副將、參將、遊擊，均分為三等，大體上原來任固山額真之人即為總兵官，梅勒額真為副將，參將、遊擊為甲喇額真，原來當牛錄額真的，一律為備禦。從總兵官至備禦，皆為世職。另外，每牛錄下，設千總四員。這對鼓勵八旗官將效忠於汗為國出力，起了相當大的作用。
天命五年六月初四日，努爾哈赤命豎二木於門外，下令說：“凡有下情不得上達者，可書訴詞懸於木上，吾據訴詞顛末，以便審問。”這一措施，有利於體恤民隱，主持公正，使下情有可能上達於汗。同月，努爾哈赤第一次派遣人丁，“往東海煮鹽”。建州女真地區素不產鹽，一向依靠“撫賞”、“告討”，從明朝邊臣手中領取十斤八斤二十斤鹽，十分困難，以致相當多的女真人長期沒有鹽吃，包衣阿哈常因無鹽食而離主逃走。這次煮鹽，效果顯著，不久便運回一二十萬斤，“於國內按丁給與”，在一定程度上緩和了食鹽供應極為緊張的局麵。
天命五年九月，努爾哈赤處理了皇族內部糾紛的重大案子，第一次提出了“共治國政”的製度。相當長的時間裏，二貝勒阿敏厭惡其異母之弟齋桑古貝勒，大貝勒代善虐待前妻之子碩讬貝勒，關係十分緊張。九月初三日有人首告齋桑古、碩托欲叛逃明國，十三日努爾哈赤與諸貝勒、大臣議定，“發兵堵截通往明國之路”，當晚將二人拘留監禁，代善、阿敏向汗奏乞，欲殺二人。二十日努爾哈赤斷定齋桑古、碩讬是與其兄其父不和而出怨言，並非叛逃，下令釋放。隨即查明，代善不將“良好僚友、國人”分與前妻之子嶽讬、碩讬，並誣告碩讬與己二妾通奸。努爾哈赤大怒，嚴厲譴責代善，憤怒指出這種聽信後妻讒言欲殺親子之人，“哪有資格當一國之君，執(掌大政)！”立即當眾宣布：“先前(欲使代善)襲父之國，故曾立為太子，現廢除太子，將使其專主之僚友、部眾盡行奪取。”二十八日，代善親手殺死繼妻，遣人向努爾哈赤奏請，要求“若蒙父汗不處死刑而得再生”，希望允己叩見請罪。努爾哈赤表示了寬厚的態度，並令代善與諸弟立誓緩和關係。代善對天發誓，今後“不再為非”、懷抱怨恨。八和碩貝勒、眾大臣“亦立誓書”，指責了代善的過失，宣布“立阿敏台吉、莽古爾泰台吉、皇太極、德格類、嶽讬、濟爾哈朗、阿濟格阿哥、多爾袞、多鐸為和碩額真”，規定新汗“不得恣意橫行”，不能出於一己私怨而貶革勤理政務的和碩額真。如果某一和碩額真犯有擾亂政務的罪行，則由另外七旗和碩額真集議裁處，該罰則罰，該殺則誅。代善雖被革除太子，但仍舊統轄原有的正紅、鑲紅二旗，仍居四大貝勒之首，佐理國政，統軍出征。後金統治階級的內部矛盾，有了較大程度的緩和。
天命六年閏二月十六日，針對阿哈遭受奴隸主虐待而反抗逃亡的情況，努爾哈赤下達“汗諭”，勸誡家主“宜憐阿哈”，“阿哈應愛主”，“雙方應該相互慈愛”。他要求阿哈將“耕種田地之穀”全部交與家主，主人家中要多織布，供給阿哈衣服飯食，如果家主不“善養”阿哈，阿哈“以衣食為劣而上訴後”，“則從虐養之主取之，轉而給與善養之主”。努爾哈赤發布這一汗諭，是企圖在大舉攻明前夕，緩和奴隸主與奴隸之間尖銳的階級矛盾，鞏固和維護後金國中占居主導地位的奴隸製生產關係。
大敗明軍
公元1621年三月十日，努爾哈赤親率大軍出發，十二日晨到達沈陽，在城東七裏河的北岸築造木城屯駐。沈陽“城頗堅，城外浚壕，伐木為柵，埋伏火炮”。城外挖有與人身相等的陷阱十道，井底密插尖木樁，陷阱之後挖有四道大壕，尖樁密布，又樹立大柵欄，沿內壕排列楯車，每車安放大炮二門小炮四門，兩車之間又置大炮五門。奉集堡、虎皮驛亦皆開河建閘，修繕堅固，與沈陽成為犄角。沈陽城內有賀世賢、尤世功二總兵官，各將兵萬餘，總兵官陳策、董仲揆引川浙兵一萬餘正自遼陽來援，守奉集堡總兵李秉誠、守武靖營總兵朱萬良、薑弼亦領兵三萬來援。按軍隊總數而言，明國稍占優勢，兼之沈陽城堅濠寬塹深，槍炮眾多，明軍如果據城死守，是很難攻克的。
努爾哈赤知悉單憑硬攻，以弓矢對槍炮，以人力攻堅城，是難以奏效的，如戰事拖延，陳策、李秉誠等四萬餘軍隊及其他援兵趕到之後，腹背受敵，局勢便十分險惡了，遂臨機應變，果斷決定誘敵出城，發揮己軍善於野戰的長處，設下埋伏，乘機殲敵。三月十二日，努爾哈赤先派數十名騎兵“隔壕偵探”，被總兵尤世功家丁追擊，死四人。勇猛寡謀的總兵賀世賢“勇而輕，謂奴易與”，遂改變了原來“固守”的方針，“決意出戰”。第二日，努爾哈赤又遣少數老弱士卒挑戰，賀世賢飲酒大醉，率家丁千餘出城，誇下海口說，要“盡敵而反”。金兵“詐敗”，世賢中計，“乘銳輕進”。一入伏中，後金“精騎四合”，將明兵重重包圍，奮勇砍殺，大敗明兵。世賢“身中四矢”，且戰且走，退至城邊，因吊橋繩索被努爾哈赤數月前派往城中詐降的蒙古、女真人砍斷，不能入城。八旗兵追至，擊殺賀世賢及來援的尤世功，衝入城內，打下了號稱金城湯池的沈陽重鎮。此時，明總兵陳策等率川浙兵來援，剛至渾河，川兵渡河，營於橋北，浙兵在橋南，營寨尚未安好，努爾哈赤乘機率軍猛攻，先消滅了橋北川兵，隨即擊敗朱萬良、薑弼來援的三萬明軍，緊接著又殲滅橋南浙兵。一日之內，努爾哈赤統率八旗健兒五、六萬，鏖戰四次，將七萬餘明軍各個擊破，攻克沈陽，創造了軍事史上集中兵力擊敗優勢敵軍的光輝戰例。
努爾哈赤屯兵五日，論功行賞，三月十八日集諸貝勒、大臣定議，進軍遼陽。三月十三日沈陽一失，遼陽危如累卵，城中“兵不滿萬”，又“身無介胄，器不精利”，遼東“戰將勁兵”，一半損於沈陽之戰，一半在各地應援。如果金兵於十四日飛馳進擊，當天即可輕取遼陽。明經略袁應泰、巡按張銓利用努爾哈赤的遲延和失誤，飛速征調援軍，撤虎皮驛、奉集堡兵回遼陽，五天之內，湊集了十三萬大軍。
三月十九日午時，努爾哈赤率軍進至遼陽城東南角，當天晚上，於城南七裏安營紮寨。此時，論兵數，明倍於金。講地形，明防守，得地利。遼陽城十分堅固，“城高厚壯，屹然雄峙”，城外挖濠三道，每道寬三丈、深二丈，濠外複築大堤瀦水，又引入太子河水，灌滿護城深壕。遼陽有上萬門大炮，其中七門，各重一千餘、二千餘、三千餘斤，一發可斃敵數百，威力很大。《武皇帝實錄》卷三記述遼陽守備情況說：“(明臣)放代子河水於壕，塞其西閘，內列火器於城上，排兵四麵，守禦甚嚴。”朝鮮文獻甚至記述了後金軍望城生畏的情形，指出：“(八旗軍)至遼陽，望見城池險固，兵眾甚盛，虜皆意沮欲退。”如果明經略袁應泰調度有方，憑堅死守，遼陽是不會輕易失落的。努爾哈赤看到明軍守備甚嚴，決定避免硬攻，力爭智取。他首先嚴正宣布必戰、死戰的決心，聲色俱厲地諭告眾人說：“一步退時，我已死矣。你等須先殺我，後退去”，並立即“匹馬獨進”。這種無所畏懼的英雄氣概，對八旗官兵發揮了強烈的影響，促使他們知難而進、轉怯為勇。
努爾哈赤再次運用發揮所長製敵所短的正確戰術，決定誘敵出城，引入伏中，以便合殲敵軍，同時又派遣“細作”，混入城內，待機內應。三月十九日，他先差少數人馬橫渡太子河，誘騙敵人，明軍果然中計了。明經略袁應泰本來已和諸將議定，“畏敵多，主守”，現在看見後金兵馬太少，“其騎可數”，遂因“見賊少而主戰”，親督侯世祿、李秉誠、梁仲善、薑弼、朱萬良五總兵，率兵出城五裏，在教場紮營。明兵忽守忽戰，軍心不定，努爾哈赤乘機指揮軍隊，“奮力衝殺”，“明兵大潰而死”，“軍敗多死”。第二日，三月二十日，努爾哈赤親督士卒猛攻，鏖戰多時，明兵又敗。三月二十一日，努爾哈赤領軍乘勝進擊，原先派入的“奸細”從中內應，遂攻下遼陽，袁應泰自盡，張銓被俘，不屈而死。努爾哈赤帶領八旗貝勒、大臣，進入城內，駐於經略衙門，諭令漢人歸順，遼河以東的寬甸、海州、耀州、蓋州、鎮江、熊嶽、複州、湯站、武靖營、長寧、長靜、三河、十方寺、永寧、鎮夷、威遠、孤山、甜水站、草河、奉集、平虜、蒲河、懿路、鞍山等七十餘城官民“俱削發降”。