果然，天启七年五月六日，皇太极率军西征，其中从征朝鲜的大军中选出精兵两万，先于七八两日渡过辽河，而哨马已至闾阳驿，兵锋直逼锦州。
早在在后金侵朝战争刚结束，朝廷正加强对辽西的戒备，和谈陷入僵持，不得不防，朝鲜沦陷，更是加重了这个担忧，增定大帅，命杜文焕驻宁远，尤世禄驻锦州，侯世禄驻前屯，左辅加总兵衔驻大凌河，满桂驻关门，节制以上四镇及燕河、建昌四路，赐尚方剑，以重事权。当后金兵渡辽河的警报传来，朝廷迅即调整各将防地，重新部署兵力：命满桂移镇前屯，原驻此地的侯世禄同三屯总兵孙祖寿移驻山海、宣府，黑云龙移驻一片石，蓟辽总督阎鸣泰移镇关城，这时，总兵赵率教尚在锦州负责筑城，责令他与副将左辅、朱梅、监军太监纪用等“婴城固守”。袁崇焕奉命驻宁远，居中调度，战守兼筹，这些将领大多久历战阵，作战勇敢，经验丰富。
早在天启七年二月，朝廷为集中指挥，将王之臣调回京师，加太子太保兵部尚书，“以备帷幄之中，不时筹策”，而关内外兵马尽属袁崇焕调度，监军太监刘应坤随军，便宜行事。在袁崇焕的指挥下，驻防前线诸猛将发挥了重大作用。为迎战后金兵，朝廷调发十二万兵马，其中四万守山海关、八万守关外，而以六万分守前屯、宁远、中后、中右四城。在这四城中，又以宁远最为重要。
袁崇焕没有宁远一步，直接指挥该城三万五千兵马，全操战守事宜，并随时支援锦州。
山海关城及各隘口驻军四万，兼守关与出援关外各城的任务，兵力甚为不足。兵部尚书王之臣建议，从临近各镇抽调兵马速援山海关。天启帝发布命令：从昌平调一万，以总兵李嘉训为将；从天津调五千，以副将钱中选为将；从保定调五千，以总兵王继为将。接着，又从宣府、大同两处各挑选五千兵马，随带军器火yao，星夜前赴山海，以听督臣调度。同时，自山西以至河南、山东及直隶地方，凡有兵马处所，俱要拣选，秣厉裹粮，整搠用备缓急，随时听调。截止五月二十九日，各镇援辽官兵共三万余，已云集关门，战守皆备。总计以上关内外守军与援军，共达十五万以上，均为精兵宿将，而关外精兵尽在前线。兵器甲技、马匹、火yao，无数战士精巧工坚，迅速发前线。
远在北京的朱影龙也对即将发生的宁锦大战极为关注，熊瑚更是将根据前线送来的抵报，还在王府中搞了一个小型的沙盘，拉着朱影龙陪她玩战术推演。
袁崇焕吸取宁远之战的经验，仍然采取以固守为主的作战方针。
五月十一日，迎着冉冉升起的太阳，后金辫子兵大约六万左右在皇太极的率领下进抵锦州城外，四面扎营，将锦州包围起来。这时，明总兵赵率教驻锦州，负责筑城，朝廷刚下达新的任命，令尤世禄代赵率教守锦州，副总兵左辅为前锋官驻大凌河。还没等他们上任，后金兵已包围了锦州。大凌河、右屯等城此时尚未修好，无坚可恃，当后金兵将至时，左辅等人都撤入锦州固守，沿边小堡也都“归并”到临近大城，会同关门镇臣节节防御，实行坚壁清野，凡河西粮石俱搬运至锦州。有草之处，派人乘风纵火焚烧，使后金兵野无可掠以自困。
皇太极攻打锦州的意图非常明显，他最担心的就是明宁锦防线一经巩固，后金难以向西进兵，更无法直闯山海关。所以他不顾八旗将士从朝鲜到辽西的数千里连续行军作战，迫不及待地又挥兵西进宁锦，企图一举打破辽西防线。实现他随时可以南下的战略构想，他一方面包围锦州，一方面别遣一军越过锦州而西，逼近宁远，其目的是断绝明援锦兵马，而以主力专攻锦州。
后金兵抵锦州城外，总兵赵率教等慑于后金兵来势凶猛，为延缓时间等待援兵，立即派出二名将官缒城而下，到后金营谈判讲和。皇太极很想锦州不战而降，自然不放过这个好机会。他以礼接待来使，并给赵率教写了一封信，劝其投降，或者以礼议和，他都接受。信带回城后，迟迟不见答复。
第二天，即五月十二日，皇太极下令发起攻击。兵分两路，各抬拽车梯挨牌，直冲城下，以马步兵轮番交攻城的西、北两面。赵率教、左辅、朱梅与太监纪用都身披甲胄，亲冒矢石，力督各营将领，拼力射打，炮火矢石交下如雨，城上城下死伤无数，血肉横飞，后金兵冒死冲击，城西角眼看被突破，赵率教急令三面守城将士增援，好不容易打退了后金兵的猛烈攻击。战斗从早晨辰时开始，一直持续到晚上戌时，城墙下，夷尸填塞满道，到晚上亥时，后金兵悄悄出动，拖拉战死者尸体，堆积在原朝廷筑城班军用以烧制砖石的窑里，点火烧毁。深夜时，皇太极下令退兵五里，在城西南扎营。次日凌晨，以骑兵围城，环城而行，却不敢靠近城垣。他还想诱明兵投降，三次派遣使者前去说降，都被赵率教拒之城外，赵率教站立城上，对城下的后金使者道：“城可以攻，但不可以游说！”
皇太极听了之后恼羞成怒，传令攻城。除了增加伤亡，后金兵毫无所得！进攻被迫停了下来，皇太极再写劝降信，用箭射到城里，连写数次信，城里毫无反应。于是，后金兵又发起攻城，一连数日，仍无任何进展。
后金专力围攻锦州，料明兵必来救援，然后诱其野战，以便发挥它骑射长技，一举歼灭明兵的有生力量。但袁崇焕早就明白皇太极的意图，认为如发兵援锦“正堕其计”，他给朝廷的建议是：“宁远四城为山海藩篱，若宁远不固，则山海必震，以天下安危所系，故不敢撤四城之守卒而远救，只发奇兵逼之。”兵部尚书王之臣批准他的方略，下令“关外四城各当坚壁，断不可越信地而远援”。因此他们不为后金引诱所动，各坚守城池，依靠自己的力量迎击后金兵的进攻。但锦州的安危又关系到宁远的存亡，锦州被围不得不救，而且后金攻围锦州不舍，发兵救援刻不容缓。兵部认为，“为今之计，急以解围为主，而解围之计专以责成大帅为主”。天启帝下令把“援锦之役”责成满桂、尤世禄、祖大寿三帅负责，其余按兵不动。
五月十六日，正当后金猛烈攻锦州时，朝廷令满桂从山海关驻军中挑选一万精兵前往锦州解围。袁崇焕建议，从这一万中再选出二千，关外选二千，共四千精骑，令尤世禄、祖大寿督兵，抄道绕到后金兵后侧，决一死战，或能奏效，另遣水师东出海上，以牵制后金……
袁崇焕的布置可谓精密，朝廷原则上都予以同意，但考虑到锦州危机，亟待救援，还是责令满桂、尤世禄、祖大寿等率军一万东援锦州，从正面迎战后金兵。五月十六日，行至笊篱山，与后金兵遭遇。
皇太极五兄莽古尔泰、济尔哈朗等奉命率一偏师前往塔山，护卫运粮士卒。它的前哨正遇到明援兵。明兵不敢前行，徐徐后退，后金兵跟踪而行，等后续部队上来，即分作两股，将明兵围于中心，满桂、尤世禄等奋力冲杀。但双方都不敢恋战，战斗很快结束，双方伤亡大体相当，总共不过百多名，朝廷援兵退回到宁远驻扎，后金兵则退至塔山屯驻。
锦州城下，后金兵持续攻击十四日，毫无进展，伤亡颇重。二十五日，皇太极派人回沈阳取援兵已到达锦州行营。休整一日，到二十七日这天早晨，他率大贝勒代善、二贝勒阿敏、三贝勒莽古尔泰和济尔哈朗、阿济格、萨哈璘等，提兵数万趋宁远。锦州方面，暂时撤围，只留一小部分监视明军动静。
二十八日黎明，后金兵出现在宁远城北岗，执五色标旗，于灰山、窟窿山、首山、连山、南海分九营扎营，形成了对宁远的包围态势。
宁远城内，袁崇焕与监军刘应坤、副使毕自肃督将士登陴防守。城外，列车营，前掘深壕，明兵都撤到境内侧安营。满桂率援军亦于城外助守，令总兵孙祖寿、副将许定国在西门扎营，令副将尤世威等在城东二里列阵，整备火器迎战。
皇太极率诸贝勒来到阵前，相度地势后，对身后诸将道：“此地逼近城垣，难以尽力纵击，可稍后退，以观明兵动静。”于是，全军后撤，退到山冈背侧。他的意图，是引诱明兵趁他们后撤发起冲锋，使之离开自己的阵地，给后金兵创造骑射纵击的机会，以便全歼城外援兵。但明兵坚垒不动，就是不上钩。皇太极没有别的办法，还是决定进击。他的兄长代善、莽古尔泰都力劝距城太近，无法攻打。皇太极怒气冲冲地冲着诸贝勒吼道：“当年父亲攻宁远不克，今天我攻锦州又不克，如果遇此野战之兵还不能获胜，怎能张扬我国的威力呢？”说完，亲率贝勒阿济格与诸将、侍卫及护军等疾驰进击。诸贝勒都感到惭愧，来不及戴胄，急急忙忙拍马随后冲去。
霎时间，千军万马奔腾，荡起灰尘滚滚，旌旗挥舞，遮蔽了五月的骄阳……