十二月一日，袁崇煥正準備派將追剿八旗退兵之時，崇禎皇帝突然召見他與祖大壽、滿桂等人。一見麵，崇禎皇帝就羅列了袁崇煥的三大罪狀，一是擅自殺害毛文龍，二是引敵兵圍攻京師，三是內訌射傷大將滿桂，並讓滿桂當場解甲驗傷。袁崇煥一下沒反應過來，無以為答。崇禎立即下令錦衣衛剝去袁崇煥的軍裝，逮捕入獄，等候審判。在場的朝廷大臣震驚不已，隻有禮部尚書成基命站出來勸諫，希望崇禎皇帝慎重考慮，兵臨城下正是用人之際，但崇禎皇帝一意孤行，態度堅決。隨行的祖大壽一見，嚇得發抖，不斷叩頭乞求皇上慎重從事。
逮捕袁崇煥雖然事出突然，但絕不是崇禎皇帝的一時衝動。早在後金攻陷長城兩個關口時，兵部尚書王洽擔心被追究責任，就惡人先告狀，往袁崇煥身上潑髒水。他口口聲聲地說，早在後金興兵西進之日，兵部就要求袁崇煥發兵阻擊，但始終沒見行動，致使後金兵順利西進，如入無人之境，直逼京師，並要求嚴重警告袁崇煥。當時，崇禎皇帝顯然已對袁崇煥不信任。所以，當袁崇煥到達廣渠門外禦敵時，崇禎皇帝隻召見了前來救援的大同總兵滿桂，而將袁崇煥冷落一旁，並下令不讓袁崇煥所部將士入城休整。
王洽推諉責任的謊言，沒有讓自己逃過失職懲處，不久被下獄問罪，病死在獄中。但王洽的話使許多不明真相的朝廷官員、京城百姓一齊把憤怒發泄到袁崇煥身上，一時謠言四起。官員們推斷，袁崇煥多次與皇太極議和，皇上沒有批準，因而暗中與皇太極約好，招引後金兵臨京師城下，逼迫朝廷與後金簽訂和約。在他們眼中，袁崇煥千裏馳援，是在演“雙簧戲”。這樣一來，崇禎皇帝就更加疑神疑鬼了。
大敵當前，前來“勤王”的袁崇煥昔日部將、大同總兵滿桂乘機落井下石。他先是讓部下冒充袁崇煥的部隊，搶劫京郊百姓及王公貴族，激起眾怒；接著又向皇上告狀自己與敵兵交戰時，袁崇煥不但袖手旁觀不施援助，反而讓部下射箭偷襲，致使自己中箭受傷。當日寧遠大捷之後，滿桂與趙率教等將領為了爭功發生矛盾。袁崇煥生性率直，作為上司，據實向朝廷作了反映，既肯定滿桂在寧遠之戰中的功勞，也指出了滿桂性情暴躁、與諸將不和、居功自傲等缺點。為避免前線將領矛盾加深，袁崇煥還提出調離滿桂。滿桂認為袁崇煥偏袒趙率教，從此懷恨在心，趁這次入援京師之機，挾私憤栽贓報複。
努爾哈赤之死與其在寧遠之戰中被袁崇煥打敗有直接關聯。皇太極一向視袁崇煥為殺父仇人，一心想除掉袁崇煥而後快。對於袁崇煥千裏馳援京師與八旗兵激戰，皇太極感到十分意外，也非常惱恨。此次孤軍深入直逼明朝京師城下，有袁崇煥的關外雄兵抵擋，要攻下北京城已難如願，要安全撤退也麵臨巨大困難。這時京師對袁崇煥的不利傳言，給了皇太極一個好機會。隨行的謀士範文程，給皇太極出了個反間主意。當時，正好後金捉了兩名明朝皇宮太監，其中的楊太監還是崇禎皇帝身邊的人。皇太極就讓副將高鴻中、參將鮑承先等人當著兩位太監的麵，假裝偷偷地議論說：“這次進兵北京的軍事行動，早就與袁崇煥約好了。今日退兵，也是應袁崇煥的請求才這麼做的。”之後偷偷地放跑了這兩個太監。逃回皇宮後，楊太監一五一十將自己聽到的話向崇禎皇帝報告。本來就起疑心的崇禎皇帝，聯係種種傳言與跡象，於是認定袁崇煥是這次後金兵臨京師城下的罪魁禍首。清朝修《明史》時，用“會我大清設間，謂崇煥密有成約，令所獲宦官知之，陰縱使去。其人奔告於帝，帝信之不疑”幾句話，對此作了明確的描述。皇太極的反間計，既除掉了殺父仇人、遼東勁敵袁崇煥，也為八旗兵安全撤退創造了條件，達到了一箭雙雕的效果。