明政府以袁應泰接替熊廷弼?！睹魇贰氛f他“歷官精敏強毅，用兵非所長”。他到達遼東，一改熊廷弼堅守戰(zhàn)略，積極準備進攻后金。恰值遼東邊外蒙古各部發(fā)生饑荒，牧民乞食者眾。袁應泰欲借用蒙古人出力，下令大量招降安置于遼陽、沈陽城中。有的官員擔心蒙古降眾過多，其中可能混進后金間諜，而袁應泰自以為得計，將借此與大清兵抗衡。

天命六年(1621年）三月十日，努爾哈赤親率大軍進攻沈陽。沈陽城經(jīng)過熊廷弼的修繕，異常堅固，城外有品坑，內置尖樁，上覆秫秸，以土掩之，又有城壕一道，內外豎有柵術。近城復有城壕二道，闊五丈，深二丈，均有尖樁，內筑攔馬墻一道，間留炮眼，排列戰(zhàn)車槍炮。明軍將士在城上布陣固守。后金軍先是誘使總兵官賀世賢出城迎戰(zhàn)，繼之用楯車攻城，戰(zhàn)斗激烈，在此關鍵時刻，城內蒙古人叛變內應，砍斷繩索，放下吊橋，后金軍蜂擁而入，攻占了沈陽城。明將陳策等人率軍救援沈陽，又在渾河岸邊展開激戰(zhàn)。曾使后金兵一再受挫，最后雖因寡不敵眾而全軍覆沒，但后金軍損失也不少。

努爾哈赤在奪取沈陽后，立即召集諸王大臣會議，決定乘勝攻打遼陽。十九日，后金軍進抵遼陽城下。明遼東經(jīng)略袁應泰率總兵官侯世祿、李秉誠、梁仲善、朱萬良出城五里迎戰(zhàn)，試圖趁后金兵立足未穩(wěn)，先發(fā)制人，可惜沒有成功。第二天，后金兵分成兩路，在努爾哈赤指揮下攻城，明遼陽守將棄城逃跑，軍心動搖。第三天傍晚，后金兵從小西門攻入，城中大亂，袁應泰率軍苦戰(zhàn)失敗，自殺。遼陽為后金所有。接著，后金軍席卷遼河以東的海州、蓋州等70余城。此時，努爾哈赤作出遷都遼陽的決策，并在遼陽城東北5里的地方修建新城，因位于太子河東，故又叫東京城。

天命七年（1622年），努爾哈赤率軍渡過遼河，進攻遼西。明軍連遭敗績，廣寧失守，有四十余城堡不戰(zhàn)而降。