於是在五月初六，皇太極下令出兵，出兵六萬，號稱二十萬，大貝勒代善、二貝勒阿敏、三貝勒莽古爾泰，德格類、濟爾哈朗、阿濟格、嶽託、薩哈廉、豪格等幾乎建奴的所有精銳全部出動。
準備一舉拿下寧錦兩城。
很快袁崇煥的偵騎就探查到皇太極透過遼河，連忙作出如下佈置：
滿桂移駐前屯，孫祖壽移駐山海關，黑雲龍移駐一片石。
錦州防務:以副總兵左輔統金國奇為左翼，以副總兵朱梅為右翼，平遼總兵趙率教居中排程，賈勝領奇兵東西策應，鎮守太監紀用駐錦州。
五月十日，皇太極命乘夜進軍，輕取右屯衛城，直奔大淩河城。
皇太極自率兩黃旗和兩白旗兵為中路，直趨大淩河城；大貝勒代善、二貝勒阿敏，貝勒碩託及總兵官、固山額真等，率兩紅旗和鑲藍旗的兵馬為右翼，直趨錦州城；三貝勒莽古爾泰率正藍旗的兵馬為左翼，直取右屯衛。
由於大淩河城未修繕完畢，守軍退往錦州，各地的小堡也紛紛撤兵，回到錦州、寧遠這些大城，堅壁清野。
後金軍連下兩城，三路大軍在錦州城外會師，錦州總兵趙率教調兵在城外與後金激戰，不敵撤回錦州，錦州城遭到皇太極四面合圍。
明軍趙率教、紀用假意和談，由於後金驟然來襲，大明還沒有準備好，想要拖延時間。
皇太極見自己的回信，對方久不回覆。
在五月十二日下令開始進攻錦州城。
雲梯、撞城車開始出動。城上，趙率教親自在監督，城上箭如雨下，金軍哀嚎不斷，終於抵達城牆下，豎起雲梯開始攀爬，此時明軍紅著眼向下咋石頭、金汁。城頭上更是不斷有火炮聲響起。
這些士卒大多數都是遼人，他們和城下這些人有著深仇大恨！
如此，後金軍強攻一整天，毫無效果。
當天晚上，金軍大營哀嚎不斷，經統計，陣亡八百餘人，受傷將近兩千。
聽到這個數字，大營裡的人都沉默了，這可都是八旗精銳啊！雖然一大半都是漢人，但這個損失太大了。
皇太極咬牙決定繼續進攻，派人回去瀋陽再調派一萬軍隊過來支援。
五月十三日，皇太極沒有再次進攻，攻城戰損失太大了，他多次勸降，都被趙率教拒絕。
他再次發兵進攻，一日下來，毫無結果，徒增傷亡。
接下來的幾日又是不斷的勸降、拒絕、攻城。雙方都傷亡慘重，或許是因為後金軍太過強大，雖然明軍是守城的，但是雙方的傷亡比例將近一比一。
五月十七日，皇太極見久攻不下，收縮對錦州城的包圍，聚兵於城西二里處結營，以防明朝來援的軍兵，同時希望創造時機和明軍野戰。
這幾日的攻城戰，後金軍隊死亡將近兩千，受傷超過六千。
而明軍傷亡總數也將近九千。
五月十二日，後金出兵六萬，號稱十五萬大軍，包圍錦州城的訊息傳回京城。
京師震動！