崇德三年（明崇祯十一年，1638年）九月，多尔衮奉皇太极之命约蒙古军大举进兵，与岳托分别从西协墙子岭、中协青山关侵入。墙子岭地势险峻，岳托挥兵蚁附而上，连续费时3昼夜才得越关而入。正在密云为太监邓希诏祝贺生日的总兵吴国俊急忙率兵至墙子岭与其激战，溃败退至密云。蓟辽总督吴阿衡醉意矇眬，得知清兵入塞，率兵往救，因事出仓促，调御失措，被清兵击毙。岳托在此等候从青山关而来的多尔衮，接着越迁安，逼丰润，乘胜南下。
同年十月初二日，崇祯帝宣布京师戒严，调集各地兵马入援京师，其中就有洪承畴。与洪承畴同时被调集的还有卢象升。卢象升距京师较近，接到调令后连夜赶到，屯兵昌平，自己先去见皇帝。崇祯帝很信任他，任命他为督师，统管各路兵马。这一日，崇祯帝在武英殿召见文武大臣及总督卢象升，以如何御敌向卢象升询问。
卢象升说：“命臣督师，臣意主战。”并说：“敌之所忌，着着宜防，逼陵寝以震人心，可虑也；趋神京以撼根本，可虑也；分兵畿南，剽掠旁郡，扼我粮道，可虑也。厚集我兵备之，则寡发而多失；分兵四应，则出而无功；兵少则不备，食少则生乱，此御之难也。”崇祯帝充分肯定了卢象升的言论，令其与杨嗣昌、高起潜商议具体攻御策略。卢象升主战，杨嗣昌从中作梗，意见分歧。杨嗣昌告诫卢象升不要浪战，卢象升便返回昌平。
初五日，卢象升以3万兵马扼守昌平。此时，清兵向南挺进，不可阻遏。卢象升令诸帅各选精锐士卒，于十五日夜分四路袭击清兵营地，并与将士相约：“刀必见血，人必带伤，马必喘汗，违者斩！”总监高起潜得知后，反而说什么“只听说过雪夜下蔡州，未曾听说月夜突袭。而且奇师尤其应该兵少而精”，从中设置障碍，多方阻挠。卢象升对此十分气愤，请求分兵。杨嗣昌以宣府、大同兵分属卢象升统辖，关宁诸路兵由高起潜统领。卢象升身为总督天下兵马，但此时麾下不及2万。尽管如此，卢象升仍按期在巩华城誓师，慷慨激昂，泪下如雨。杨嗣昌得知此情，心中不安，便予以阻挠。拟旨令卢象升赴通州听令于总监高起潜，卢象升不赴；杨嗣昌奏报崇祯帝说，敌南下，总督应趋通州就监；敌未下，总监应趋京就督。卢象升叹息地说：“本兵不过令总监挠我师期耳！”十分气愤。
待杨嗣昌赴军中，卢象升痛斥说：“公等坚意抚贼，独不思城下之盟春秋耻之乎！且某叨印剑，长安口舌如锋，倘唯唯从议，袁崇焕之祸立至。纵不畏祸，宁不念衰衣引绋之身？既不能移孝作忠，奋身报国，将忠孝胥失，何颜面立人世乎！”杨嗣昌无言以对，过了很久，才说：“公直以尚方剑加我颈乎？”卢象升说：“尚方剑须先我颈。如不歼敌，未易加人。舍战言抚，非某所知也。”由于杨嗣昌、高起潜的阻挠破坏，卢象升按计划于十五日突袭清兵营地，失利而返。同一天，高起潜部将刘伯禄在卢沟桥与清兵接战，也失败逃回。十九日，崇祯帝命诸大臣分守都门，同时召孙传庭出潼关，檄延绥、宁夏、甘肃、固原剿寇之兵北援。于是孙传庭遣将白广恩等率领万人，总督洪承畴率总兵左光先、贺人龙等合兵15万北上救援。
十一月初三日，京师闭门自守。初五日，清兵掠良乡、高阳、涿州，趋河间，自入塞分兵四道，一趋沧、灞，一趋山东济南，一趋临清，一趋彰德、卫辉。初八日，崇祯帝在清兵四出攻掠之际，再次召见文武大臣，词林亦集，内侍入告，并召工科都给事中范淑泰。范淑泰说：“今敌已临城，尚无定议，不知战乎？退乎？”崇祯帝问谁人言退？范淑泰说：“外间皆有此议。又凡涉警报，秘不传，俱讳其事。”崇祯帝说；“机密不抄传，如行间塘报可禁也。”这一天，崇祯帝不仅为攻防担忧，又思虑粮饷的匮乏。范淑泰说：“戎事在于行法，今法不行而忧饷，即天雨金，地雨粟，何济？”崇祯帝无可奈何努尔哈赤大妃多尔衮之母大福晋
地说：“朝廷何尝不欲行法。”言下之意，不外乎是欲行而行不得，抑或以其皇帝的威严，言行本身就在破坏着法律的正常施行。
“敌已临城，尚无定议”，反映出明廷的真实情状。清兵就是利用这个有利时机，侵掠定州，进逼景州，在其地的太监刘元斌躲至德州。十一月初九日，清兵攻高阳，致仕家居的少师、大学士孙承宗率领家人与守城将士一同抵御。清兵久攻不下，将要离开他袭，便绕城呐喊，守者响应。清兵统帅说：“此城，于法当破。”又集兵围攻，次日攻陷高阳城，孙承宗被俘，宁死不降，望京师叩头，投环而死。清兵乘胜连陷衡水、武邑、枣强、鸡泽、文安、霸州、阜城，围攻威县，抵达内近。
由于杨嗣昌、高起潜处处与卢象升作对，直接影响其攻击清兵计划的实施，难有建树。而杨嗣昌、高起潜又不时向皇帝进献谗言，致使崇祯帝准备以孙传庭代卢象升总督各路援兵。大学士薛国观当面劝说道：“临敌易帅，恐缓师期，不若留卢象升责其后效。”于是，令大学士刘宇亮督察各镇援兵，夺卢象升尚书衔，仍同高起潜戴罪夹剿。
其时，清兵又连下平乡、南和、沙河、元氏、赞皇、临城、高邑、献县。卢象升麾下兵也不足1万。而清兵分为三路，一路自易州趋真定，一路自新城趋河间，一路自涿州趋定兴，势力极锐，难以阻挡。卢象升与清兵战于庆都，杀死百余人；总兵杨国柱、虎大威再与争战，杀伤相当。卢象升正着手谋划寻找可乘之隙，合兵夹击时，得到崇祯帝令其戴罪夹剿的圣旨，不得已，只好分兵援救真定，自己到保定决战。抵达藁城时，写信令赞画主事杨廷麟回真定，请求高起潜相援。高起潜不予理睬，走临清。卢象升率领的5000人，粮饷匮乏，无以为炊，哀呼无应。清晨，卢象升走出营帐，向北揖拜说：“吾与尔辈并受国恩，患不得死，勿患不得生。”5000兵士相对而泣。便挥兵兼程抵达贾庄击杀清兵，射杀一骑，清兵合围，卢象升挥将士疾驰冲击。他说：“今虽胜，彼必厚集以乘我，慎勿怠。”
次日，清兵果然前来突营，把明军包围了三重。卢象升说：“谁为我取彼者？”虎大威急驰往击，败下阵来。卢象升大声喊道：“虎将军，今日吾效命之秋也！”便招后骑一起向前，奋力督战，呼声震天，自辰时战至未时，炮、箭俱尽，仍英勇击杀数十人。后因身中四矢三刀，仆伏于地，壮烈牺牲，一军覆没，只有虎大威、杨国柱冲出重围。
高起潜听说卢象升战败，急忙逃遁，因事出仓促，不辨方位，仍向东逃了20里，遇清兵埋伏，明军溃败，仅高起潜一人逃出，才免于一死。大学士刘宇亮驻扎在定州，得到战报，吓得不能站立，倒在地上，便进入保定孙传庭兵营，以求自安。卢象升的部将张国栋将卢象升的死讯报告杨嗣昌，杨嗣昌想加其遇敌退怯不战之罪上报朝廷，张国栋坚决反对，杨嗣昌勃然大怒，严刑拷打，张国栋还是不答应，说道：“死则死耳！忠臣而以为逗留，力战而以为退却，不可诬也。”总督高起潜也说卢象升实际未死。杨嗣昌遣帐下三人前往察验，回来报告卢象升已经战死，杨嗣昌即鞭打三人，其中一人竟被打死，也不按其意旨诬蔑卢象升。后来顺德知府于颖从定州城外寻得卢象升遗骸，“杂中刀矢，血渍麻衣，设祭哭敛，军民无不痛哭哀悼”，真相才得以大白。
卢象升战死，高起潜溃败，清军乘胜南下，分兵攻陷昌平、宝坻、平谷、清河、良乡、玉田、蓟州、霸州、景州、赵州。又挥师自畿辅而西抵山西界，复南下进入山东。杨嗣昌先调山东总兵倪宠入援，抵达德州而返；又调山东巡抚颜继祖移师德州防御，济南随之空虚无备。清兵探知明军集结德州，便避开德州，由东昌、临清等处渡过运河，分兵二道，一向高唐，一向济宁，约期次年正月初二日在济南汇合攻城。届时清兵梯城而上，吏卒惊骇逃遁，济南落入清兵之手。布政使张秉文，副使邓谦济、周之训，运使唐世熊，知府苟好善等被杀。连德王朱由枢也成了俘虏，被押送盛京沈阳。济南城被焚毁一空，城内外积尸13万具。副总兵祖宽率300骑驰援济南，与清兵力战而死。
大学士刘宇亮、总督孙传庭集兵18万，自晋州援救济南，祖大寿亦奉命从青州赶来。清兵已离济南取东平，下莘县，又至济宁、临清、固城，再分兵克营丘、馆陶。不久，取庆云、东克、海丰，遂向东进入冠县，略阳谷、寿张至张秋、东平，入汶上，焚毁康庄驿。攻击距徐州百余里的兖州，因有安庆巡抚史可法屯驻徐州，未继续南下，转攻沧州、青县。因岳托死，多尔衮率清兵趋天津。二月，清兵准备由青山口出塞，因有总兵陈国威驻扎喜峰口，戒备极严，派兵阻击，不能顺利而出，于三月初五日转至丰润，又遇副总兵杨德政、虎大威阻击。初九日，又至冷口，各路明军大集，仍不得出。最后经迁安县从青山口出关，返回沈阳。
此次清兵入塞，历时5个月，深入2000里，历经57战，攻陷70余城，焚掠杀伤，不可胜计。其根本原因在于崇祯帝不能选贤任能和任人不专。加上内外异议，中制掣肘，致使调度不灵，应援失算，直至惨败。就当时情势而言，崇祯帝虽然在遭到9年清兵的侵扰之后，布置了边塞的防御，但将帅竭诚理事的不多。后来杨嗣昌以礼部尚书兼东阁大学士，入参机务，仍掌兵部事务，且得到崇祯帝的信任，军事重务，皆听其调度。无奈，杨嗣昌与总督卢象升在战与和的问题上，针锋相对，水火不容，表现在与清兵的征战中，握有大权的杨嗣昌告诫诸将不要轻易出战，本来胆怯的诸将更引为借口，即持观望态度，能躲就躲，能逃就逃；而主战的卢象升，麾下的兵马逐渐被削夺，粮饷不按时发放，使他有其心而无其力，难展英勇杀敌的宏图。尽管卢象升血洒疆场，壮烈牺牲，杨嗣昌还企图以逗留、退却的罪名相加。试想，明军的将帅之间如此关系，岂能战而取胜？
不仅如此，杨嗣昌为了推卸责任，每得到军中塘报，即注一军机宜请旨；再得塘报，又注二军机宜请旨，三四份以至数十份塘报，都批上相同的字样飞马送至朝廷。而两军争战的胜负取决于呼吸之间，那容得往返费时多日？若遵照兵部旨意，则军情形势已经变化；若不遵照兵部旨意，往返请旨只不过一纸白简空文，如此统帅指挥征战，不败何待。
崇祯帝在战与和的问题上，亦犹豫不决，阴持两端，时而赞成杨嗣昌之议，时而肯定卢象升主战。致使将领间歧见横出，相互抵牾，造成此次惨败。作为生杀予夺的最高统治者，难辞其咎。然而，他对杨嗣昌眷宠不衰，令其议文武诸臣失事罪，分为五等：守边失机、残破城邑、失陷藩封、失亡主帅、纵敌出塞。于是蓟镇总监邓希诏、分监孙茂霖、顺天巡抚陈祖苞、保定巡抚张其平、山东巡抚颜继祖、蓟镇总兵吴国俊、陈国威，山东总兵倪宠、援剿祖宽、李重镇及其他副将以下，至州县有司，共32人，被同日处斩。大学士刘宇亮削籍。而杨嗣昌既未削籍、也未贬谪，舆论大哗。崇祯帝才不得不令其落职冠带视事。不久，以叙功恢复原官。当重罚而不罚，这又是崇祯帝刚愎自用，以自己的好恶随意行事的表现。
冀鲁被清兵袭扰，使明朝的经济和军力受到了再次打击。崇祯帝的赏罚不明，举止失当，对文臣武将的关系更加难以协调。当清兵入塞时，急忙召孙传庭、洪承畴入援，保卫京师。孙传庭一到，即被升迁为兵部侍郎兼右佥都御史，代总督卢象升督诸镇援兵，赐尚方剑。而孙传庭奉命提兵在京师近郊设防抵御之时，就上书说：“年来疆事决裂，由计划差谬。事竣，当请决大计。”
这一言论，杨嗣昌听到之后，极为反感，两人之间产生隔阂。后又与中官高起潜相抵触。杨嗣昌、高起潜罗织孙传庭过失，奏报朝廷，崇祯帝下旨切责，不令其入京朝觐。待洪承畴到来，既出郊慰劳，又命入京进见，孙传庭心怀怨望。不久，崇祯帝根据杨嗣昌的提议，令洪承畴为蓟辽总督，并将陕西入援兵马全部交付洪承畴，守御蓟辽。
孙传庭对杨嗣昌说：“秦军不可留也。秦中贼未灭，留则贼势且张，是代贼撤兵也。况秦兵妻子俱在秦，久留于边，必哗而选归，以合于贼，是驱官军使从贼也。安危之机，不可不察。”杨嗣昌不予采纳。孙传庭竭力抗争也不能使其接受，于是郁郁不乐，因焦急而耳聋。清兵退去后，崇祯帝改命孙传庭总督保定、山东、河北军务。孙传庭再次请求入见皇帝，杨嗣昌为之震惊，认为孙传庭将在皇帝面前揭露自己的过失，便令来使拿着奏疏回去。孙传庭极为气愤，耳聋更加严重，什么都听不见，就乞求致仕。杨嗣昌趁机上书弹劾孙传庭托疾，并没有真聋。崇祯帝勃然大怒，将其削籍为民，令巡抚杨一儁核实耳聋的真伪。杨一儁奏报，孙传庭是真聋，不是“托疾”。昏庸的崇祯帝就将杨一儁与孙传庭一起逮捕入狱。孙传庭下狱，朝野百官都知是冤枉，但慑于崇祯帝的威严和喜怒无常的性格，谁也不敢替孙传庭申辩，而杨嗣昌仍被朱由检信任不疑。
崇祯帝自认为依靠现有的将帅兵马，是可以阻遏清兵进击的。尤其是沿辽东一线，层层设防，调兵守御。尽管清兵屡次入边侵扰，不敢走宁锦，就足以证明辽东防线的坚固。因而，崇祯帝从未对在抗御清兵的失败中进行认真的反省。他只是简单地认为，清兵入侵，攻城掠县，抢劫财物，是众将指挥失当，该进不进，故意逗留，贻误战机所致，换言之，未曾忠实地执行朝廷的正确决策。
当杨嗣昌提出“拣练边镇兵马、增设保定总督”之议，他即予批准，并付诸实践，将其视为最终抗击清兵，以及收复辽东的重要支柱。然而，随着拣练兵士而来的加饷，却没有引起崇祯帝的认真思考，也没有充分认识到百姓穷困已极的情势，反而增加军饷。因其不慎而有此举措所酿成的苦果，只有等待他去品尝了。
应该说，崇祯帝对辽东一线的防御，诸如城池的修葺，兵士的增派，器械的配备，是持积极态度的。尤其是当后金兵占据大凌河城之后，锦州就失去了必要的屏障而独处最前线的前哨军事要地。在锦州与宁远之间，有松山、杏山、塔山，其间相离十余里或二十余里，扇形般排开，既是锦州的后盾，又是宁远的屏障。对明朝来说，如果能有效地守御，就会成为清兵入侵的重大障碍；同样，清兵要想顺利入关，只有冲破松锦和宁远，才是最佳路线。因而，明、清双方的最高统治者都在为这一战略要地的攻防进行着智力和军力的较量。
崇祯帝根据杨嗣昌的建议，任命洪承畴以兵部尚书兼副都御史总督蓟辽军务。崇祯十二年（1639年）十月，洪承畴奉命出山海关，至中前所，将总监高起潜的私人、时任千总的刘某以虚冒粮饷罪当众处斩，以肃军纪。高起潜无奈，口头不说，而心怀怨恨。洪承畴又推荐刘肇基、吴三桂，崇祯帝升迁吴三桂为都督充任辽东总兵，团练宁远兵马，刘肇基为都督佥事，加强备御。
皇太极比起崇祯帝，更加慎重、细密，特别是他屡次派兵入边了解了明朝的虚实之后，即把消灭明朝，统治全国，作为自己的最高战略目标，并以此为题多次召集文武百官认真筹划，选择最佳时机、最佳策略和最佳地点作为突破口，挥师伐明，加速最高战略目标的实现。为此，他为了牵制明朝的兵力，在几次由蒙古南下，入扰明朝时，就派遣精骑在锦州附近发动过争战，只因是配合性战斗，无意进击攻陷锦州，但他已经感到锦州的防御是坚固的，不集中优势兵力、认真对待，难以达到预期目的。
皇太极对群臣的议论，诸如挥兵直取明朝京师；先取锦州，再攻山海关；由海路取登州、莱州；从宣府、大同边塞攻入，南下攻陷北京，等等，都仔细倾听，在此基础上，使自己的思路逐步清晰、缜密。直到崇祯十三年（崇德五年，1640年），皇太极觉得时机已经成熟，战略思想也渐渐明确：取燕京犹如砍伐大树，须先从两旁斫削，则大树自然倒仆，可称为“剪枝”的战略战术。于是，便决定以较长的时间，派兵往攻锦州，在相持中，消磨明朝军力、物力，同时壮大自己，再一举挥师进击。一旦攻下锦州，松山、杏山、塔山、宁远的守兵必然震惊。“胜利之师，战震惊之军，胜负不言自明。”最后据山海关为己有，夺取明朝京师北京，可谓轻而易举，也可使进入北京之后长久立足，不受任何威胁。
在这一思想指导下，如何具体付诸实施？皇太极的设想是：欲取山海关，必先攻取锦州、松山、杏山，塔山四城，而锦州首当其冲；若要首先攻取锦州，必须选择便于进击，轮换调兵、运送粮饷器械，即进退自如的城堡作为屯兵之地。皇太极为此再次召集群臣谋划，他舍弃屯兵广宁之议，以过人的胆略果断地选择距锦州90里的义州，振兵筑城，屯田，不时袭扰明朝的驻军，使其长期处于戒备状态，实践证明，皇太极的决策是十分正确的。
明王朝在侦知皇太极准备攻打锦州的行动以后，崇祯帝立即下诏“倍加侦备，勿得少有弛懈”。而后，他又下严旨，命“该督抚镇密筹方略”，限定日期，向他报来。有的大臣还明确意识到清军目标是锦州和松山。洪承畴急令前锋总兵祖大寿、辽东总兵吴三桂等扼守锦州、松山。但是，洪承畴对清军这一行动思想准备不足，认为那时清军刚从内地剽掠不久，且皇太极又提出和明廷达成和议。
洪承畴对崇祯帝说：“属夷明暗等屡乞抚赏，今后若建虏不入西协，则抚赏如故。否则寻祸无疑，即革赏进剿。”崇祯帝同意这个意见。从洪承畴的建议看，他一面怀疑清军确有主抚诚意；一面认为如清军进西协，即“革赏进剿”，好像主动权完全操在明军一方。至于清军的真正目的及其危险性，他似乎还没有估计到。洪承畴任蓟辽总督以后，对辽事还处在调查研究之中。崇祯十三年正月，洪承畴对宁远一带的军事指挥进行调整。他指出：“宁远城有镇监抚道等官，营伍纷杂，事权掣肘。因命军务听总兵官节制，凡监抚按镇同城并如之。”可见洪承畴是在逐步理顺宁锦的指挥系统。这时清军已在义州筑城，并在义州附近屯田，显然，清军在义州筑城、屯兵、屯田，目的是在于进取锦州。但是，对清军的举动，明朝大臣认识并不完全一致。辽东巡抚方一藻在给崇祯帝回奏的方略中对清军屯义州的重要意义完全没有看清楚，竟然以为清军部署是“失策”。文中分析清军在义州的许多不利条件。作为辽东巡抚，方一藻的见解，必然要影响到辽东军事部署。当然，他的这些见解，并不代表其他明将的看法。这份奏稿本来就是作为和新任抚臣丘民仰、镇臣祖大寿、吴三桂、刘肇期等商量战守之策用的。
吴三桂由于长期在辽东地区，对清朝的所作所为看得还比较清楚。他看到清军屯义州是在“饲马蓄锐”，终将使明军“反主为客”，处于被动的状态中。他对形势的估计和方一藻就很不一样。洪承畴在向崇祯帝“密陈方略”时，也提出与方一藻不同的看法，他认为：“奴屯锦义之间，将为持久之计。……今日筹辽非徒言守，必守而兼战，然后可以成其守；而战又非浪战，必正而出之以奇，然后可以守其战。”
兵部认为他的方略很好，此“数语，真老成筹边，即韩、范方略无以加此督臣”。洪承畴在这份“密陈方略”中，提出的战略部署是：以吴三桂、刘肇期官兵1万分驻松山、杏山之内，以他自己的官兵15400人出镇前屯、中后之间，以防蓟官兵16000人分布于中协四路、东协建（昌）、冷（口），西协墙路之界，以山（海关）、永（平）抚臣朱国栋驻守山海关关门，以镇臣马科出中前。兵部对这一安排也很满意，认为洪承畴这一方略“战守双筹，内外兼顾，切中机宜”，请求崇祯帝予以批准。同时，兵部也对洪承畴方略提出了小的修改意见，即：
一、抚臣应居宁远而不宜移驻塔山。塔山地势低，四面高，容易为敌人攻占。如果清军从高桥出来，就能切断塔山与松、锦的联系；如果从连山出来，就能切断宁远与塔山的联系。所以，抚臣居宁远是上策。
二、督臣应暂驻前屯，不宜驻中后，这样比较安全。
三、洪承畴提出调喜峰口和董家口的明军到关外，然后用通州的明军调驻喜峰口和董家口。兵部认为，目前清兵没有西进迹象，通州兵没有必要调防。兵部还指出，洪承畴最担心的军队供给问题，就是“锦州运道中梗，樵采不通”；“兵民降夷杂居，仓中米豆甚少”，以及出关明军多，关外粮草一时供应不上。
皇太极
崇祯帝同意并批准了洪承畴的作战方略和兵部提出的补充修改意见。他还让户部速速发令将天津米豆，运到前方，并特别指出，宁远饷司“务要多方接济”。洪承畴用兵方略，加上兵部的补充意见，形成一个比较完整的作战方略。
明廷商议对策，都督祖大寿曾请兵5万出战，兵部没有同意，准备让洪承畴出师3万至关门。但朝廷意见不一，有的说洪承畴是重臣，“宜关门调度，或曰，宜在前屯为后劲；或曰，简锐集饷，若不小战，何所试效。承畴乃行”。新任的兵部最高决策人陈新甲，并不赞成洪承畴的全部方案，他主张速战急攻，原因是担心明军长期在关外驻而不战，容易被清军牵着鼻子走。因此，他建议十多万明军即刻出关，待击败清军之后，立刻回防，这样就不会存在“兵多饷艰”的问题。洪承畴、祖大寿都不赞成速战。洪承畴到任之后，着力在防御和部署兵力上，当他看到蓟镇、永平“汉夷杂沓”，就令总兵白广恩屯蓟镇，曹变蛟屯丰润，大同总兵王朴到永平南关。
崇祯帝见清军已向锦州逼近，就在崇祯十三年（1640年）五月，令洪承畴速出山海关，作好防御准备。
崇祯十四年（1641年）正月，洪承畴率总兵吴三桂、王廷臣、曹变蛟、白广恩等至宁远。洪承畴亲至松山，察看形势，了解战守情状，感到兵将短少，不足于守御，即请调宣府总兵杨国柱、大同总兵王朴、蓟镇总兵唐通，各拣练兵马赴援。三月，清兵自义州出发，再围锦州，毁堑填濠，声援断绝，祖大寿召集诸军与清兵展开激战，清兵渐退，不久，复围锦州，攻陷东关，掘堑垒墙作久攻的准备。
皇太极见久围锦州不见成效，即召集群臣商议，在诸多议论中，唯有张存仁的建议切合实际。于是，改换统兵将帅，一反围城不严的弊端，将八旗兵开赴到距锦州城较近的地区安营扎寨，列阵围困。此举具有极大的威慑力，致使明廷急忙调兵遣将，指示洪承畴设法率兵前往解围，同时命令祖大寿率兵出入锦州、松山、杏山之间，会同洪承畴统领的兵马抵御清兵的围攻。然而，明兵部尚书陈新甲身居京师，不知锦州之围的紧急情状和清兵咄咄逼人的态势。洪承畴虽可奉命赴援，而祖大寿已难以出城一步了。
同年四月，洪承畴率兵进至松山、杏山之间，又移至松山城附近的石门，南北列阵，令吴三桂、王廷臣、杨国柱驻守石门之西；曹变蛟、白广恩，马科驻守石门之东；王朴驻兵东西石门之中，左右接应。清兵在乳峰山部署步兵，在东西石门屯兵2万，且设伏于松山周围待战。两军相接，展开激战。明军不避矢石，奋勇登山，抬炮轰击。祖大寿在锦州城听到炮声，得知援兵到来，即率军出城，与援兵夹击清兵，清兵失利，向北退去。
此次与清兵激战，虽然取得了胜利，但锦州仍在清兵的围困之中。为此，崇祯帝于同年五月在中极殿召见兵部尚书陈新甲。陈新甲见洪承畴率兵出关之后，多次与清兵接战，负少胜多，有所斩获，以为奋勇进兵，速战速决，可获胜利。虽作如是想，但他深知与总督洪承畴的且战且守的持久之策相抵触。
恰在此时，祖大寿的部卒从锦州逃出，报告锦州城内的粮饷足以支持半年，只是缺乏柴薪，并传达祖大寿的话：“宜车营逼之，毋轻战。”而洪承畴集兵数万待援。崇祯帝对此十分忧虑，询问陈新甲救解锦州之计。陈新甲以为事体重大，请求退去与阁臣及侍郎吴甡、总督傅宗龙商议，并遣官与洪承畴当面计议，然后由皇上裁夺。崇祯帝只好同意，于是命职方郎中张若麒前往宁远。
次月，陈新甲向崇祯帝奏报进兵计划，兵分出击：一出塔山，趋大胜堡，攻敌营之西北；一出杏山，抄锦、昌，攻敌营之北；一出松山，渡小凌河，攻敌营之东；又以正兵主力出松山，攻敌营之南。崇祯帝命将这个进兵计划交付行营计议。洪承畴认为，当时虽统率八镇兵马，但只有白广恩、马科、吴三桂可以独当一面，敢于进击，其余五镇兵马可以配合作战。若分三将于三路，担心众寡不敌；若由五将辅佐相助，谁来担任先锋？兵分势弱，更难抵御。因此，他仍持前议，主张且战且守，反对急速进兵。于是上书朝廷，阐述战备说：“久持松、杏以资转运。且锦守颇坚，未易撼动。若敌再越今秋，不但敌穷，即朝鲜亦穷矣。此可守而后可战之策也。今本兵议战，安敢迁延。但恐转输为艰，鞭长莫及。国体攸关，不若稍待，使彼自困之为得也。”
崇祯帝以为洪承畴言之有理，且十分稳当，又与锦州守将祖大寿的意见不谋而合，便表示赞同。然而，陈新甲却仍持速战之议，屡次向崇祯帝陈奏。加上“见小胜，谓围可立解”的张若麒呈报密奏，陈说速战的正确，并请求留在关外料理。当时清兵粮饷不给，每天骑兵只吃两餐，步兵只吃一餐，扬言入攻三协来掩饰其困境。陈新甲对此信以为真，便给洪承畴写信说：“近接三协之报，云敌又欲入犯。果尔，则内外受困，势莫可支。台室出关，用师年余，费饷数十万，而锦围未解，内地又困。斯时台室不进山海，则三协虚单；若往辽西，则宝山空返。何以副圣明而谢朝中文武诸人之望乎？主忧臣辱，台室谅亦清夜有所不安者。”借以刺激洪承畴。
与此同时，他又在崇祯帝面前反复陈奏速战速决与且战且守的利弊，致使身居宫禁之内，不懂军事情势和用兵之道，且又想有所作为的崇祯帝，改变了对洪承畴方略的赞同，听信陈新甲之说，就密令洪承畴刻期进兵。同时陈新甲推荐前绥德知县马绍愉为兵部职方主事，“出关赞画”。洪承畴先受激于陈新甲之言，后又有皇帝密敕，既不敢坚持原议，又不敢拖延，只好无可奈何地奉命而行。
明朝廷内部对解救锦州的意见如此分歧，直接影响了亲临前线总督的作战主动性和积极性，完全陷于被动状态之中。而皇太极却是认真地准备着与明军的决战，并将松山视为决战成败的关键，集中优势兵力，争取取得攻克松山的胜利。
洪承畴一切准备妥当，于同年七月二十六日在宁远誓师，二十七日自率6万兵马前行，二十八日抵达松山。后续兵马以次抵达，总共13万余。洪承畴见清兵屯聚乳峰山之东，即传令诸军登乳峰山之西。又传令镇兵分别进击东西石门，干扰和分散清兵兵力，使其腹背受攻，于是立车营，四围树木栅为城。清兵得知，十分惊骇。洪承畴部署略定，便于八月二日令诸镇兵出战。宣府总兵杨国柱先行，列营未定，清兵四面呼降，杨国柱叹息地对部将说：“此吾兄子振昔年殉难处也，吾独为降将乎！”即挥师奋勇格斗，身中流矢而死。清兵误入车营，大炮齐发，斩清兵130人，杀固山、牛录20余人。
洪承畴遂令山西总兵李辅明代领杨国柱兵马，与马科等分营松山东、西、北三面，曹变蛟营于松山之北乳峰山之西，间到七营，环以长壕，自率兵据松山城，为久拒之计。与此同时，祖大寿分步兵三道突围，只突出二重，被第三重清兵阻止，与援军联络断绝，不得已再回锦州城。清兵屡次进攻乳峰山西侧的明军，均被击退，无功而返。初九日，王朴率军攻西石门，被清兵击败，“将士气沮。”次日再战，清兵受挫。清兵“自是不复出，请济师于沈阳。”
皇太极得知松山之战不利，十分着急，以致忧愤吐血，于八月十五日带病起程。群臣劝阻，他说：“行军制胜，利在神速。朕恐承畴等闻朕亲至将潜遁。如不逃，破之如纵犬逐兽，易于拾取，何可徐行！”遂亲率3000精骑，日夜兼程，十九日抵达松山，陈师于松山、杏山之间。登山观兵，见洪承畴布阵严整，感叹地说：“人言承畴善用兵，信然，宜我诸将惮之也。”再横观其阵，见大众集前，后队颇多疏漏，猛然省悟道：“此阵有前权而无后守，可破也。”告谕诸将：“如承畴兵来犯，近则击之；倘尚远而先往迎战，致累于众，与败阵无异。”同时派兵遣将在松山至杏山之间列营，截断明军的联系。
洪承畴得知皇太极扬言围困松山，以为是诈，略不为意，按兵不动。但总兵官曹变蛟见清兵列营，却颇为畏惧，“欲战则力不支，欲守则饷遭已绝”，只好突围。二十日，曹变蛟等八大将挥师进击清兵失利，清兵乘胜追至塔山，获其笔架山积粟而还。遴掘壕三道，每壕深八尺，宽一丈有余，人马不得过，横断松山、杏山之间的通道，使明援军前与锦州、后与宁远失去联系和粮饷的运输，孤立于深壕之中。当天夜间，曹变蛟撤其七营兵马移至松山附近扎营。
二十一日，洪承畴见清兵掘壕围困，便激励将士说：“彼兵新旧迭为攻守，我兵既出，亦利速战，当各敕厉本部力斗，于身执桴鼓以从事，解围在此一举。”可是诸将因粮饷困乏，打算先撤回宁远。傍晚时分，张若麒给洪承畴写信说：“我兵连胜，今日再鼓，亦不为难。但松山之粮不足三日，且敌不但困锦，又复困松山，各帅既有回宁远支粮之义，似属可允。”于是诸将各怀心态，议论不一，有的说明日出兵进击；有的说今日即可出战，有的说先回宁远，以图再举。
洪承畴力排众议说；“往时诸君俱矢报效，今正其会。虽粮尽被围，宜明告吏卒；守亦死，不战亦死，若战或可幸万一。不屑决意孤注，明日望诸君悉力。”立即传令王朴、白广恩、唐通等三镇兵马为左路，吴三桂，马科、李辅明等三镇兵马为右路，决战突围。而总兵王朴极为恐惧，先率兵逃遁，其他将帅纷纷仿效，逃遁犹恐不及，骑兵、步兵自相践踏，不战自乱，丢弃的弓箭盔甲不计其数。逃遁的明军望见火光，即以为是清兵，便急忙返回，又遇伏兵堵截斩杀，死伤累累。总兵曹变蛟、王廷臣突入松山，辽东巡抚丘民仰誓与洪承畴同守。
洪承畴面临如此险恶形势，决定留三分之一的兵马守松山城，三分之二的兵马突围冲阵，突至尖山石灰窑，与清兵相遇，奋力激战，清兵暂退，不久又合兵来战，致使明军不得再入松山城，只能移屯海岸，仅200余人逃脱，其余明兵尽淹没于海潮之中。白广恩奔回松山，张若麒、马绍愉得一渔船，与诸监军逃回宁远，奏报朝廷说“洪承畴失计”，借以自免。
洪承畴困于松山，令白广恩同都司雷起鳌东走小凌河，袭击建州老营，走国王碑，历锦昌、大胜间，自北虏后进小红罗山，请兵解围。二十三日，李辅明四处奔逃终入宁远城；二十六日，吴三桂、王朴率残兵败卒自杏山向宁远退去，行至高桥，遇清兵阻击，死伤惨重，吴三桂、王朴仅以身免，奔入宁远。至此，“锦州围益急，而松山被围，应援俱绝矣！”皇太极及时移兵逼围松山，等待城中弹尽粮绝，不战自乱。
锦州之围未解，总督洪承畴与总兵曹变蛟、王廷臣、巡抚丘民仰，以及残兵败卒被围困在松山城中。崇祯帝为之震惊而忧虑，询问兵部尚书陈新甲。陈新甲一改规劝皇帝速战的急切心态，避罪犹恐不及，很难提出救解锦州、松山之围的良谋善策。而崇祯帝只想如何保住锦州和松山，尤其是尚在重围中的总督洪承畴。在不真正了解锦州、松山危急的情况下，崇祯帝于九月初二日下达圣谕，命令洪承畴竭力固守，巡抚丘民仰伺机出战，冲出重围，急返宁远，保存七城。前者以守为战，后者以战为守。并命杨绳武为兵部右侍郎兼右佥都御史，总督关蓟辽津通等处军务，以暂时代理身处重围的洪承畴。如此脱离战争实际的圣谕和任命，必然会变成一纸空文，很难使将帅付诸实践。何况松山惨败之后，损兵折将，丢盔卸甲，致使兵不用命，将无战心。加上锦州、松山、杏山置于清兵的重重围困之中，粮饷困乏，总督洪承畴插翅也不能离松山一步，丘民仰更难突围。
而满朝文武，不以力行为尽职，而以题覆了事为尽职，救解松锦急务，置若罔闻。崇祯帝见其圣谕未有反响，更无效果，便下旨严加斥责道：“围城望救甚切，已有屡旨剿援，乃至今未发一兵，未通一信，抚镇道将，料理何事！”十月，再命叶廷桂为兵部右侍郎兼右佥都御史，巡抚辽东宁锦。可是，崇祯帝得到的却是“兵部会议御奴之策，大端以息兵为言。”气急败坏，无以复加。
恰于此时，皇太极见天将转寒，且粮饷转运艰难，想撤围而去，又担心松山之捷变为泡影，便借议和为名，保住既得的胜利，以等待时机向明朝进攻。懵懂的明廷文武大臣和无可奈何的崇祯帝，以为就此可以缓和一些紧迫的时局，又想保住面子，就暗中与皇太极往来了。
转眼到了崇祯十五年（1642年）正月，杨绳武去世，代理总督的是范志完，虽身任总督之职，但却胆怯不敢前往救援洪承畴。唯有副将焦埏领命赴援，刚出山海关立即被清兵斩杀。转送粮饷的道路又全部断绝，洪承畴等固守松山，粮饷一天天有减无增，到了非饿死则杀死的地步。连张若麒也说锦州、松山长久被围，度日如年。“其望我兵之一鼓解围也，眼不知几穿矣！”洪承畴盼望援兵，而未见一兵一卒。曾组织过几次突围，均告失败，只得坚守，与松山城共存亡。
直到二月间，松山副将夏成德暗中派其子赴清营为人质，“约日献城”。清兵如期攻松山城，夏成德为内应，一举而松山城破。丘民仰，曹变蛟、王廷臣，兵备道张斗、姚恭、王之祯，副将江翥、姚勋、朱文德等被斩杀；张若麒从海上乘渔船逃回宁远，洪承畴被俘，清兵令其跪，洪承畴不屈，说：“吾天朝大臣，岂拜小邦王子乎！”后被械送沈阳。松山被毁如平地。坚守锦州的祖大寿，“城中粮亦尽，人相食”，且“战守计穷”，得知松山已失，便向清兵将领投降，亦被送往沈阳。清兵既下松山、锦州，又乘胜攻下杏山、塔山。明朝的关外八镇，被清兵夺取其半，宁锦防线变得七零八落，失去原有的抵御能力。
