努爾哈赤乘遼東明軍易帥和匆忙撤軍之機，親統(tǒng)八旗軍約六萬人（號稱十三萬）于1626年（明天啟六年、后金天命十一年）正月十四出沈陽，十七日西渡遼河，直逼寧遠。 此時孤城寧遠守軍不滿兩萬，前有勁敵，后無援兵，形勢險惡。
袁崇煥臨危不懼，召集諸將議戰(zhàn)守，決定采取堅壁清野之策，組織全城軍民共同守城。他在眾將士面前刺血為書，誓與寧遠共存亡，兵民為之感奮。 袁崇煥旋以總兵滿桂、副將左輔、參將祖大壽、副將朱梅分守城東、西、南、北四面，自與滿桂提督全城。在城上配置西洋大炮十一門。東、北兩面及西、南兩面，分由彭簪古、羅立指揮。動員城廂商民入城，盡焚城外房舍、積芻，讓后金軍露處嚴(yán)寒野外。

袁崇煥還針對努爾哈赤善用間諜，親督同知程維楧稽查奸細，派人巡守街巷路口，又動員街民配合士兵逐戶搜捕。令通判金啟倧編派民夫，供給守城將士飲食。又派官吏帶領(lǐng)城內(nèi)商民籌辦物料，運矢石、火藥等。軍民還在城墻外側(cè)潑水為冰，以阻后金軍登城。一切守御準(zhǔn)備于正月二十二日就緒，穩(wěn)定了軍心民心。 正月二十三日，后金軍進抵寧遠，離城五里橫截山海大道，安營布陣，切斷寧遠與關(guān)內(nèi)的聯(lián)系，在城北扎設(shè)大營。努爾哈赤遣被擄漢人入城勸降，被嚴(yán)辭拒絕。 袁崇煥命羅立等向城北后金軍大營燃放西洋大炮，后金軍傷亡甚重，被迫將大營西移。
正月二十四日晨，努爾哈赤發(fā)動攻城，命后金軍推楯車、運鉤梯，步騎蜂擁攻城西南角，萬矢齊射城上，城堞箭鏃如雨注，懸牌似猬刺。袁崇煥命發(fā)西洋大炮，又殺傷后金軍甚眾。