努尔哈赤受重伤死去以后，袁崇焕为了探听后金的动静，特地派使者到沈阳去吊丧。努尔哈赤的儿子皇太极对袁崇焕窝了一肚子的怨恨，但是因为后金刚打败仗，需要休整，再说也想试探一下明朝的态度，所以，不但接待了袁崇焕的使者，还派使者到宁远去表示答谢。双方表面上缓和下来，背地里都在加紧准备下一步的战斗。
到了第二年（公元1627年），皇太极亲自率领大军，攻打明军。后金军分兵三路南下，先把锦州城包围起来。袁崇焕料定皇太极的目标是宁远，决定自己留在宁远，派部将带领四千骑兵援救锦州。果然，援兵还没出发，皇太极已经分兵攻打宁远。袁崇焕亲自到城头上督率将士守城，用大炮猛轰后金军；城外的明军援军也和城里内外夹击，把后金军打败了。
皇太极又把人马撤到锦州，但是锦州的明军守得严严实实，加上天气转暖，后金军士气低落，皇太极只好退兵。
袁崇焕又打了一个大胜仗。可是，魏忠贤阉党却把功劳记在自己名下，反而责怪袁崇焕没有亲自救锦州是失职。袁崇焕知道魏忠贤有心跟他为难，只好辞职。
公元1627年，昏庸的明熹宗死去，他的弟弟朱由检即位，就是明思宗，也叫崇祯帝。
崇祯帝早就了解魏忠贤作恶多端，民愤太大。他一即位，就宣布了魏忠贤的罪状，把魏忠贤充军到凤阳。魏忠贤自己知道活不成，走到半路上自杀了。崇祯帝惩办了阉党，又给杨涟、左光斗等人平反了冤狱，很想振作一番。许多大臣请求把袁崇焕召回朝廷。崇祯帝接受了这个意见，提拔袁崇焕为兵部尚书，负责指挥整个河北、辽东的军事。崇祯帝还亲自召见袁崇焕，问他有什么计划。袁崇焕说：“只要给我指挥权，朝廷各部一致配合，不出五年，可以恢复辽东。”崇祯帝听了十分兴奋，给袁崇焕一把尚方宝剑，准许他全权行事。
袁崇焕重新回到宁远，选拔将才，整顿队伍，军纪严明，士气振奋。东江总兵毛文龙作战不力，虚报军功，不服从袁崇焕的指挥。袁崇焕使用尚方宝剑，把毛文龙杀了。
皇太极打了败仗，当然不肯罢休，他知道宁远、锦州防守严密，决定改变进兵路线。他做好一切准备，于公元1629年，率领几十万后金军，从龙井关、大安口（今河北遵化北）绕到河北，直扑明朝京城北京。
这一着可出乎袁崇焕所料。袁崇焕赶快出兵，想在半路上把后金军拦住，已经来不及了。后金军乘虚而入，到了北京郊外。袁崇焕得到情报，心急火燎带着明军赶了两天两夜，到了北京，没顾上休息，就和后金军展开激烈的战斗。其他各路明军，也陆续赶到，投入战斗。
后金军突然进攻北京，引起了全城震动。崇祯帝更是急得心慌意乱，不知该怎么办才好，后来听说袁崇焕带兵赶到，心才定了一些。他亲自召见袁崇焕，慰劳了一番。但是一些魏忠贤的余党却散布谣言，说这次后金兵绕道进京，完全是袁崇焕引进来的，说不定里面还有什么阴谋呢。
崇祯帝是个猜疑心极重的人，听了这些谣言，也有些怀疑起来。正在这个时候，有一个被金兵俘虏去的太监从金营逃了回来，向崇祯帝密告，说袁崇焕和皇太极已经订下密约，要出卖北京。这个消息简直像晴天霹雳，把崇祯帝惊呆了。
原来，明朝有两个太监被后金军俘虏去以后，被关在金营里。有一天晚上，一个姓杨的太监半夜醒来，听见两个看守他们的金兵在外面轻声地谈话。一个金兵说：“今天咱们临阵退兵，完全是皇上（指皇太极）的意思，你可知道？”另一个说：“你是怎么知道的？”一个又说：“听说刚才骑马来的两人是袁将军派来的，他已经跟皇上有密约，眼看大事就要成功啦……”
姓杨的太监偷听了这番对话，趁看守他的金兵不注意，偷偷地逃了出来，赶快跑回皇宫，向崇祯帝报告。崇祯帝听了也信以为真，竟将袁崇焕逮捕入狱。
袁崇焕一被捕，部下将领深恐牵连，武将祖大寿等带着军队逃出了山海关。袁崇焕指挥的军队，本是明朝抵抗后金军的主力，也只有他，在军中享有极高威信。朱由检无可奈何，只好叫袁崇焕写信劝说。身陷囹圄的袁崇焕，以大局为重，亲笔写信要祖大寿听从朝廷命令，不要轻举妄动。祖大寿接信后向将士们宣读，全军都痛哭了起来。祖大寿年逾八旬的老母问明情由，劝大家杀敌立功，求崇祯皇帝保全袁督师的性命。将士们当天就回师入关，奋勇作战，收复了关内数城。
这时，皇太极因估量一时攻不下北京，已引军向东北撤离。关内局势有了好转，魏忠贤的余党又连上奏章，请杀袁崇焕。朱由检于1630年8月16日，以“谋叛欺君”的罪名，残酷地用磔刑将袁崇焕杀害了。