左輔率軍民依托堅(jiān)城，死戰(zhàn)不退；祖大壽率軍應(yīng)援，銃炮齊發(fā)，藥罐、雷石齊下，后金軍死傷累累。努爾哈赤命移兵攻城南，以楯車作掩護(hù)，在城門角兩臺(tái)間守御薄弱處鑿開兩丈見方的大洞四處，寧遠(yuǎn)城危如累卵。

袁崇煥在緊急關(guān)頭，親自擔(dān)土搬石，堵塞缺口，血染戰(zhàn)袍，仍鎮(zhèn)定自若，督率軍民縛柴澆油并摻火藥，用鐵索垂至城下燃燒；又選健丁五十名縋城，用棉花火藥等物將抵近城下的后金戰(zhàn)車盡行燒毀。戰(zhàn)至深夜，后金軍攻城不破，于是收兵。 正月二十五日，努爾哈赤繼續(xù)指揮攻城，從早晨至晚上，雙方激戰(zhàn)一天。明軍于城上施放炮火，殺傷大量后金騎兵。后金軍畏懼炮火，不敢近城，其將領(lǐng)持刀驅(qū)兵，僅至城下而返，搶走尸體，運(yùn)至城西門外磚窯焚化。努爾哈赤無奈，下令退至離城五里之九龍宮扎營。
正月二十六日，后金軍繼續(xù)圍城，精于騎射的八旗將士，卻被阻于深溝高壘之前，矢石炮火之下，難以發(fā)揮騎戰(zhàn)特長，傷亡甚重，被迫撤軍。 

努爾哈赤攻寧遠(yuǎn)（今興城市）不下，突襲覺華島。 時(shí)值隆冬，海面冰封，無險(xiǎn)可守，明將姚撫民等率領(lǐng)官兵鑿開一道長達(dá)15里的冰濠，正月二十六日武訥格以騎兵進(jìn)攻覺華島，明軍由于“鑿冰寒苦，既無盔甲、兵械，又系水手，不能耐戰(zhàn)，且以寡不敵眾”，最后全員戰(zhàn)死，金兵焚燒城中囤積糧料。
當(dāng)時(shí)守將金冠剛死，其子金士麒與事丁800人至覺華島迎櫬，亦與后金軍作戰(zhàn)，全部比殺。島上軍民1.4萬余口都被后金軍殺戮，糧草8萬余石和船2000余艘都被焚燒，這座明朝關(guān)外的后勤基地也被后金軍摧毀。 此時(shí)毛文龍出兵襲擊后金后方永寧，努爾哈赤率兵回軍，二月九日返回到沈陽。