明万历四十七年（1619年），后金努尔哈赤在萨尔浒之战大获全胜之后，又相继夺取开原、铁岭等要地，然后将作战矛头直指已成孤立之势的沈阳、辽阳。天启元年（1621年）二月，努尔哈赤统数万骑兵，分八路攻略沈阳外围，并于三月中旬以重兵围困沈阳。努尔哈赤诱守城将领贺世贤出战，然后佯败退兵，使明军中伏，大败明军，而后乘机攻城。沈阳城破，贺世贤、尤世功等将领先后战死，守城军民死者达7万人。

沈阳失守后，后金军又转兵迎击明朝援军，先后打败驰援明军童仲揆、陈策奉部和李秉诚、朱万良、姜弼部。十八日，又乘胜直趋辽阳，再次诱明军主将出城应战，然后设计破城。至二十一日，又拿下辽阳，辽东经略袁应泰见城陷自焚而死，巡按御史张铨被俘杀。沈辽战后，后金军又连克广宁（今北镇）等40余城堡，并企图进兵山海关。

六月，明廷仍以熊廷弼为兵部尚书兼右副都御史，经略辽东，兵部尚书王象乾总督蓟、辽军务。因熊廷弼与辽东巡抚王化贞意见不合，天启二年（1622年），又命兵部侍郎王在晋为尚书兼右副都御史，经略辽、蓟、天津、登、莱军务。面对后金军的凌厉攻势，王在晋主张在山海关外八里铺构筑重关，派重兵防守，均遭到兵备佥事袁崇焕等人的坚决反对。袁主张守宁远，阎鸣泰主张守觉华岛（今辽宁兴城东南**岛）。不久，又派学士、兵部尚书孙承宗接替王，驻守山海关。孙认为只守山海关不行，主张水陆配合，守关外以蔽关内；宁远为关外通向关内的咽喉，必须确保，但宁远孤立难守，应与觉华岛守军相配合，有战事，岛上军队可出三岔河，断浮桥，绕到背后横击，无事则可以控制关外200里地区。因此，他接任后，兼取袁崇焕和阎鸣泰二人的意见，一面派袁崇焕驻守宁远，对城防进行修复加固，作为关外抵御后金的重镇；一面派兵驻守觉华岛，以利水陆配合，屏障山海关。孙承宗经略辽东四年，训练军队11万人，修复大小城堡50余座，使后金军无隙可乘，辽东防务得到巩固。

可是，因为这期间山东发生了徐鸿儒领导的农民起义，朝廷无兵可调，遂抽调辽东部队入鲁，削弱了辽东防务。同时，又不支持孙承宗的防务措施，反而听信宦官谗言。天启五年（1625年）罢免孙承宗的职务，以宦党高第接任。高第怯战，他认为“关外必不可守”，于是命关外锦州、右屯、大小凌河、松山、杏山、塔山等处守备将士拆除防御设施，撤军入关，实行消极防御。只是由于袁崇焕的坚决反对，才保留宁远孤城，让袁崇焕驻守。

天启五年，后金迁都辽阳。次年正月，努尔哈赤乘高第向关内匆忙撤军之机，亲率八旗兵约6万人（号称13万），于十四日出沈阳，十七日西渡辽河，倾全力直逼宁远，企图打通辽西走廊，进而夺取山海关。

山海关

二十三日，努尔哈赤率后金军进抵宁远，在宁远城北安下大营。努尔哈赤还派俘虏的汉人入城向袁崇焕劝降，声称以20万大军攻城，宁远指日可下，如果投降，可得高官厚禄。袁崇焕严词拒绝，命罗立用西洋大炮向后金军大营轰击。后金军伤亡甚重，被迫拔营西移。次日晨，努尔哈赤命后金军推盾车、运钩梯，配合步骑兵，在城西南角发起猛攻。一时间，万矢齐射，城上箭注如雨。袁崇焕命守军连续发射西洋大炮还击，伤敌甚众，当面守将左辅率军民奋勇作战，坚守不退。祖大寿率军应援，以铳炮、药罐、礌石迎击敌军。后金军攻击受阻，死伤累累。努尔哈赤无奈，转兵攻打城南，以盾车作掩护，在城门角守御薄弱部凿开大洞四处，城守危在旦夕。在此危急关头，袁崇焕亲冒矢石，担土、搬石，堵塞缺口，血染战袍，仍沉着镇定地指挥军民作战。为打退敌军，他命军民以柴草浇油、混以火药，垂下城去，以火阻止敌兵登城；并选敢死健丁数十人，携带棉花火药，垂下城去，焚毁后金军的攻城战车，战至深夜，后金军被迫收兵。

《大阅图》局部（清）

二十五日，努尔哈赤再次发起攻城。守军于城上施放炮火，大量杀伤敌人。后金军畏惧炮火，不敢贸然接近城墙。双方激战1天，后金军尸横城下，其将领持刀驱兵，仅至城下而返。努尔哈赤无奈，下令抢回尸体，就地焚化，并撤回部队，在离城5里之外的九龙宫扎营。次日，后金军继续攻城，守城将士仍以炮火、矢石顽强守御。精于骑射的八旗后金军面对坚城，无法施展，却暴露在深沟高垒之前，矢石炮火之下，伤亡严重，被迫撤军。努尔哈赤战败受伤，心情抑郁，叹道：“朕自二十五岁征伐以来，战无不胜攻无不克，何独宁远一城不能下耶？”八月十一日，努尔哈赤病卒，后金军被迫撤军。袁崇焕乘胜率兵出击，将防线推进至小凌河一带，收复了高第放弃的地区。

宁远保卫战奏捷，明廷晋升袁崇焕为辽东巡抚。袁继续执行守关外以蔽关内的作战方针，并提出“坚壁清野以为体，乘间去瑕以为用”的作战方法，积极修复城堡，调整部署，加强守备，使后金军进不能攻，毫无所获。