袁崇煥又傳下幾道命令。第一，讓城外百姓撤入城中，堅壁清野；第二，城內官員準備糧食，清除叛徒，小心守城；第三，鼓勵將士殺敵，不許臨陣脫逃。他怕將士們膽怯逃跑，就給山海關將領寫了一封信，如發現寧遠前線潰敗下來的士兵，定斬不饒。
努爾哈赤沒遇到任何抵抗，於23日到達寧遠郊區。他給袁崇煥寫了一封信，信上說“現在我攻打寧遠，部下共有二十萬軍隊。你孤立無援，難以久持，如果歸順金朝，我定以高官厚祿相報！”寧遠百姓聽說此事，都驚慌不已。
高第和山海關總兵楊麒躲在山海關中，不肯派兵支援袁崇煥。後金部隊來到寧遠城下，將城池團團圍住，發動猛攻。
明軍向金軍投下石塊，並發射弓箭。後金部隊頭頂盾牌，登雲梯作戰。他們人多勢眾，倒下一批，又有一批補充上去。袁崇煥見清軍如此英勇，就使用紅夷大炮破敵。金軍被大炮打得血肉橫飛，死難者不計其數。
第二天，努爾哈赤命令士兵加緊攻勢，他親臨戰場督戰。袁崇煥在城樓上仔細觀察，等到金兵離城牆較近時，才命令士兵放炮。在炮火攻擊下，城下堆滿了金兵的屍體。
努爾哈赤見識了火炮的厲害，知道繼續猛攻必然損失慘重。他派軍隊攻擊明軍存糧之地覺華島（今寧遠菊花島）。島上雖有明朝水軍數千人，可是由於天氣寒冷，水麵結冰，他們的作戰優勢蕩然無存。在金軍的猛烈進攻下，覺華島明軍全部被殲。
努爾哈赤雖然奪取明軍糧食，但寧遠城池堅固，大炮又甚為厲害，使他的軍事行動得不到進展。金軍與明軍大戰三日，都以金軍失敗告終。27日，努爾哈赤傳下命令，讓軍隊撤退。
袁崇煥認為攻擊金軍的時機已到，就帶領明軍出城，追殺金兵。金軍被明軍打敗，向北逃了三十裏，明軍才止住腳步。努爾哈赤在攻城時中炮受傷。他回到沈陽後歎道：“我從二十五歲起兵，從來沒打過敗仗，沒想到竟在寧遠城下受挫！”
努爾哈赤的傷勢越來越嚴重，過了幾個月就死了。當時，後金大汗之下有四大貝勒，即二阿哥（皇子）代善、五阿哥莽古爾泰、皇侄阿敏、八阿哥皇太極。四大貝勒怕後金出現女性幹政的現象，命繼母阿巴亥自縊，為父親殉葬。
代善的實力與皇太極不相上下，但他怕兄弟爭位導致後金分裂，決定輔佐皇太極登基。他親自去找莽古爾泰、阿敏，寫了封勸進書，請皇太極繼承汗位。
皇太極用謙讓之辭試探大家：“父汗在世時，並無立我為主之命。更何況二哥深孚眾望，五哥勞苦功高，為什麼非要把大汗的重任交給我來承擔？我才能低微，不是管理天下的材料。”代善等人依然勸他即位。皇太極見眾兄弟支持自己，才接受汗位。他就是清太宗。
■皇太極巧施反間計
公元1627年5月，皇太極統領人馬，兵分三路南下，直逼寧遠。遼東巡撫袁崇煥登上城樓，親自督戰。他用大炮對金兵猛烈轟擊，同時命遼東各軍前來援救。明朝援軍趕到時，與袁崇煥內外夾擊。皇太極在寧遠受挫，隻得帶領軍隊撤退。
皇太極在寧遠吃了敗仗，轉而攻打錦州。但是錦州的防守同樣嚴密，金兵不能取勝，士氣低落。皇太極無奈，隻得回轉盛京。這場戰役被稱為寧錦之戰。
遼東前線打了勝仗，捷報傳入京城。宦官魏忠賢的黨羽把功勞占為己有，反說袁崇煥坐視錦州危急不救，有失職之罪。天啟帝對魏氏一黨言聽計從，竟將袁崇煥削職為民。
8月，明朝天啟帝逝世，其弟信王朱由檢登基，就是崇禎帝。崇禎將魏忠賢貶到鳳陽去守皇陵，並且平反冤獄，懲治魏氏奸黨。魏忠賢離京之後，在一個小客店上吊自殺，結束了他罪惡的一生。
魏忠賢下台後，一些大臣揭露閹黨打擊袁崇煥的事情，主張重用袁崇煥。崇禎早就聽說袁崇煥忠心為國、智勇雙全，對他印象極佳。不久，袁崇煥奉旨入京，被加封為兵部尚書。崇禎不但把遼東部隊交給他，還讓他管理河北、山東的軍務。從此，袁崇煥又有“袁督師”之稱。
崇禎在偏殿召見袁崇煥，詢問他的作戰計劃。袁崇煥說：“臣的作戰計劃都寫在奏章裏。如果陛下給我充分的權力，再得到後方的有力支持，臣五年之後就能恢複遼東之地。”崇禎對袁崇煥的膽魄非常讚許，賜給他尚方寶劍，讓兵部、戶部給他充足的兵馬、錢糧。
袁崇煥來到寧遠之後，整頓隊伍，嚴明軍紀。明軍將領毛文龍私通後金，按兵不動，貽誤戰機。袁崇煥勃然大怒，沒有上報朝廷，用尚方寶劍將他斬首。
皇太極看到寧遠、錦州防守嚴密，不易攻破，就想繞道進攻。1629年10月，皇太極帶領十餘萬鐵騎，從喜峰口（今河北遵化東北）、大安口（今河北遵化北）突破長城，向北京殺來。袁崇煥大為吃驚，挑選了九千精兵，連續行軍兩晝夜，趕往京城。
袁崇煥終於在北京城外將金兵截住，兩支軍隊展開了一場激戰。袁崇煥身先士卒，努力作戰，在廣渠門和左安門擊敗敵軍，使京師轉危為安。
可是，一些奸臣卻在城中造謠，他們說：“袁崇煥曾與皇太極議和，兩人早有勾結。這次他與皇太極串通一氣，想推翻大明江山。”崇禎本來對袁崇煥非常信任，但聽到謠言後，卻對袁崇煥起了疑心。