袁崇焕一死，崇祯帝只有依靠孙承宗来统辖辽东战事。

孙承宗是万历三十二年（1604）的进士，高阳人。在天启年间，他曾被重用，以兵部尚书兼大学士的身份，亲赴辽东，主持战局，一度稳住了辽东的局势。后因与朝中不和，辞职赋闲。一般认为，孙承宗具有东林色彩，魏忠贤曾拉拢过他，但被严拒。而魏忠贤大杀东林党人时，他在前线也没有多大的表示。因此在魏忠贤时代，他没有受到迫害。总的来说，孙承宗有才干，能做事，也深谙朝廷上下的利害关系，处世方式较温和中庸，但不失机敏。

孙承宗重新被召时，年龄已过六十，属三朝元老。他在危难之际重挂帅印，尽心尽职，先后收复遵化等四城，为崇祯帝笼络住几乎要叛乱的大将祖大寿，并深得崇祯帝的赏识。

崇祯帝给了孙承宗很多荣誉，希望孙承宗能为他稳住局势。孙承宗在多次辞谢而崇祯帝不许的万般无奈之下，只得硬着头皮干下去，以兵部尚书兼大学士的身份，督理山海关内外军务。

在后金兵退出长城防线后，孙承宗着手布置辽东的防务，加强边备。为了解前线情况，孙承宗不顾体衰年迈，出巡关外。

他从山海关出发，由前屯（广宁前屯卫）、宁远抵达松山、锦州；再由三道关历经石门、燕河等地；最后由石塘路过平谷，途经盘山，进入蓟州而还京师。

巡察全线之后，孙承宗提出了一个全面的战略部署，主要有：先任封疆大臣，精择八部大帅，分别战守；蓟镇备守，辽镇备战；合蓟辽战守，防御插汉，收复城池等。崇祯帝极为赞赏，立即同意，就像袁崇焕当初上任时言听计从一样。

崇祯四年（1631）初，辽东巡抚丘禾嘉，要求收复广宁（今北镇）、义州（今义县）、右屯三城。孙承宗考虑到当时的实际情况，命丘禾嘉先据右屯，修筑大凌河城。这样一来，锦州、大凌河（今锦县）、右屯就形成犄角之势，可以相互依托。守住这三个据点以后，再向东北依次推进，收复较远的广宁城。

总兵官祖大寿、副将何可刚率兵四千，驻守其地。另有班军一万余人，负责修建大凌城。但就在此时，朝廷内部的不同意见再次影响到前线的形势。由于原先支持筑城的兵部尚书梁廷栋的下台，筑城之举引起朝廷的非议。朝廷不少官员认为，大凌河过于荒远，不应重新修筑，浪费人力物力，而应把重点放到蓟州一线来等等。朝廷的意见，明显与边臣不合，严重影响了前线的战略步骤。

到了崇祯四年（1631）八月，皇太极再次突然出兵，攻打朝廷的辽东防线，形势骤然紧张起来。

皇太极在崇祯三年（1630）退兵之后，曾遣使入朝，要求与朝廷议和。当时朝廷上下没有一人敢提此事，因为袁崇焕的下场就摆在眼前。而崇祯帝也对此事讳莫如深。至此，皇太极得知祖大寿、何可刚率兵推进，重筑大凌河城，便以此为借口，重开战火。

皇太极是不会让朝廷的军队在此重新立足的。因为一旦明军建立起锦州、右屯、大凌河三角形防线，并以此向广宁推进的话，那么进可继续东进，向后金腹地纵深发展；退可扼制住后金军队进入蒙古地区，切断后金与蒙古的联系。因此皇太极此举，是想乘明军立足未稳时打个措手不及，纯粹是从军事角度来考虑的。至于他出兵时声称的那些理由，如朝廷进兵辽东、破坏和议之类，只不过是借口罢了。皇太极此举，反过来也证明孙承宗收复大凌河之类的计划是正确的。可惜远在京师的朝廷中能理解的人不多！

此时的皇太极，实力绝对不可低估。后金军队擅长的突然、凶狠的骑兵战术，已令官军闻风丧胆。此时，他又经过千辛万苦，铸成欧式火炮。在崇祯四年（1631）初，首批四十门欧式大炮铸成并投入使用，由佟养性指挥。这样一来，后金就将其固有的那种突然、凶猛的骑兵战术与持续、猛烈的炮兵技术结合起来，实力大增。

崇祯四年（1631）八月初四日，皇太极亲率满汉大军二万余人，在大凌河城下集结。鉴于大凌河城防守坚固，为减少伤亡，皇太极下令对该城进行围困，沿城四周修建栅栏，并挖出一条宽五尺、深七尺的壕沟，以切断城内外的联系。同时他派兵扼守住通往锦州的要道，阻击锦州方向出动的援兵。

当时守城的是辽东名将、总兵官祖大寿和副将何可刚。面对敌兵的包围，祖大寿几次派兵出击，企图撕开缺口，打通城内外通道，杀出一条血路，但都没有成功。皇太极随即下令用新式火炮轰击城外的台堡。在猛烈的轰击之下，大凌河城外围的台堡一一落人敌手，包围圈不断压缩。

当大凌河被围的消息传来后，督师孙承宗、巡抚丘禾嘉立即组织援军，急赴前线增援，以解大凌河之围。孙承宗、丘禾嘉亲自率军，与总兵官吴襄（祖大寿的妹夫）、宋伟合兵，约四万之众，由山海关向锦州迸发。

当援军前锋近万名兵马赶到松山（广宁中屯所）附近时，被阿济格率领的千余名满蒙骑兵拦截击败，退回锦州城内。九月初，另一支大队援兵赶到锦州城外，在小凌河对岸扎营时，皇太极亲率精兵偷袭大营，打得明军措手不及。

九月二十四日，援军主力，包括百余名战将和四万步骑，由监军、太仆寺少卿张春率领，渡过小凌河。三天以后的清晨，当这支兵马乘夜色推进到离大凌河只有十五里的长山时，才被敌兵的前哨发觉。皇太极迅速集合满、蒙、汉军两万人迎敌。当时明军的数量是后金军的两倍。

当后金军赶到阵前，见张春已将大军摆成防御阵形，大炮鸟铳四面排列。皇太极先令骑兵分两翼正面冲击，右翼直扑张春的大营，但因炮火猛烈，伤亡惨重，未能破阵。皇太极随即加入右翼，重整队伍，并令佟养性的炮兵移至明军阵地东侧，用火炮和火箭猛轰张春大营，明军伤亡大增，阵脚开始动摇，张春大营开始溃乱。

在这关键时刻，由吴襄、参将桑噶尔寨统率的另一支援军开始溃退。

张春在重创之下，仍收拾残卒，进行抵抗。当时正逢天起大风，张春便下令纵火攻击佟养性的炮兵阵地。没想到大火起后不久，风向逆转，反而扑向自己的阵地，引起阵脚大乱。皇太极乘机率骑兵冲击，张春的大营便一败涂地了。

三路兵马中的宋伟一营，在力战之后，也因势单力孤，只得撤退溃逃。至此，大军全线崩溃。

长山一役，明军四万之众被皇太极的二万人马击溃，损失惨重。包括张春在内的三十余位高级将领被俘，张吉甫等将领战死，兵马损失不计其数。更严重的是，明军再也组织不起像样的援军，去解救大凌河之围。

据说战争结束后，被俘将领一一被带到皇太极面前，依次叩拜，只有张春站而不跪。皇太极怒极，从身边兵士中夺过弓箭，要当场将其射杀。在代善等人纷纷劝说求情之下，皇太极才消了气，并赐其珍馔。但张春仍予以拒绝，绝食三天后，皇太极竟亲自探访，亲手赐其酒食，张春大受感动，终于投降（也有人说张春未降，过数年而卒于辽东）。由此也不难看出皇太极的气度和手段。

皇太极在击败援军之后，加紧对祖大寿的劝降工作。在此以前，皇太极已在军事压力之余，多次劝说过祖大寿。至此，皇太极再次派人带着二十三位降清文武官员的招降书，劝说祖大寿投降。被拒绝后，皇太极再次致书城中，反复阐明自己的用人政策，请祖大寿不必疑心，最后，皇太极言辞诚恳地说：

大凌河孤城被困。我并不是由于不能攻取，不能久驻，而要如此苦口婆心。只不过是考虑到山海关外的智勇之士，尽在此城而已。另外，也是因我荷天眷佑，要众将军助我成大业。若杀了你们，于我何益？不如与众将军共图大事。所以才以肝膈之言，屡屡相劝。

祖大寿仍是不肯投降。皇太极便加紧军事攻击，扫清大凌河外围，收缩包围圈。随着冬季的来临，大凌河城内的粮食供应越来越成问题，平民百姓首当其冲，饿死者无数。而兵士不久也无粮可食，先是杀马充饥，后开始有计划地杀人充饥。这些情况被掌握后，皇太极更加紧了劝降攻势。祖大寿走投无路，开始动摇了。

经过反复协商，祖大寿决定投降。十月二十八日，反对投降的副将何可刚被推出城门，在后金兵营前示众以后，被斩首。何可刚临死之前，神色不变，不出一言，含笑而死。其尸体被拖入城门后，饥饿至极的饥民一拥而上，争夺其肉而食。

斩杀何可刚后，祖大寿派出四名副将、二名游击出城，代表他与其他三十七位命官，与皇太极和众贝勒对天盟誓。盟毕，祖大寿正式献城投降。此时的大凌河城，在被围八十余天后，原有的三万余人，只剩下一万人左右了。

祖大寿正式投降后，受到了皇太极超规格的接见。诸贝勒出营一里迎接，到达御营时，皇太极出幄相迎，并免其跪拜，而行抱见礼。在并行进幄后，皇太极让祖大寿坐在自己身边，亲以金杯赐酒，又赐御服黑狐帽、貂裘、白马等物。开宴入席时，祖大寿坐在汗兄代善之下，享受了最高规格的礼遇。

投降后的第二天，祖大寿依照原先的约定，赴锦州进行策反。皇太极对他并不是没有顾虑，但考虑到如果祖大寿守诺且能策反锦州，确实是一本万利之事。而且当时祖大寿的子侄也留在后金营中，实际上近似人质，所以皇太极仍决定冒一次险。

然而，祖大寿回到锦州后，并没有发动策反，他推说人手不够，时机未到。不过在几年之后，当祖大寿完全控制锦州时，他仍没有降金。皇太极这次是看走了眼，祖大寿是诈降！

祖大寿献大凌河城，或许只是金蝉脱壳之计？后人至今也没弄清。

令人奇怪的是，生性多疑、残酷无情的崇祯帝，竟然也能放祖大寿一马。对祖大寿在大凌河献城降金一事，当时驻守在锦州城中的巡抚丘禾嘉，已从逸出大凌河城的兵士口中略知一二，并也上书报告了朝廷。但崇祯帝竟没有追查，放过了祖大寿。崇祯帝在即位的十七年中，不知给其对手送去了多少良将重臣，惟有这一次，却能把已降皇太极的祖大寿重新收服，为朝廷而用，实在是难得！

大凌河之战后，严格意义上的满汉战争发生了性质上的变化。从此以后，后金的对明作战，实际上已有不少是由汉人主持。这些汉人绝大部分是世代为明朝效力的辽阳土著边民，是职业军人。这些人就是袁崇焕所谓“以辽人守辽土”中的辽人。仅在大凌河之役中投降后金的就有：祖大寿之子祖泽润、祖泽溥，义子祖可法，侄子祖泽洪，以及刘良臣、刘武、孙定辽、张存仁等一批最有经验的战将。随着战事的进行，越来越多的类似人员加入了投降后金的行列，成为对明作战、开朝立国的急先锋，立下了赫赫战功。

正是这些汉人，再加上关内李自成、张献忠等农民军，最终打败了崇祯帝，倾覆了大明王朝，为明清鼎革创下了条件。如果只凭满洲军队，大概还不足以撼动大明朝的根基。