在这段时期中，皇太极进攻朝鲜，打了几个胜仗后，朝鲜投降，订立了对满清十分有利的和约，每年从朝鲜得到粮食、金钱和物品的供应。皇太极本来提出三个条件：割地、擒毛文龙、派兵一万助攻中国。朝鲜对这三个条件无法接纳，但在经济上尽量满足满清的要求。同时在此后的明清战争中，朝鲜改守中立，使满清去了后顾之忧。
在皇太极对朝鲜用兵之时，袁崇焕加紧修筑锦州、中左、大凌河三城的防御工事，派水师去支援皮岛的毛文龙，另派赵率教、朱梅等九员将领率兵九千，进兵三岔河，牵制清军，作朝鲜的声援。但朝鲜不久就和满清订了城下之盟，赵率教等领兵而回，并未和清军接触。
皇太极无法和明朝达成和议，却见袁崇焕修筑城堡的工作进行得十分积极，时间越久，今后进攻会更加困难，于是决定“以战求和”，对宁远发动攻击。
天启七年五月，皇太极亲率两黄旗、两白旗精兵，进攻辽西诸城堡，攻陷明方大凌河、小凌河两个要塞，随即进攻宁远的外围要塞锦州。
五月十一，皇太极所率大军攻抵锦州，四面合围。这时守锦州的是赵率教，他和监军太监纪用守城，派人去与皇太极议和，那自是缓兵之计，以待救兵。皇太极不中计，攻城愈急。
袁崇焕派遣祖大寿和尤世禄带了四千精兵，绕到清军后路去包抄，又派水师去攻东路作为牵制。这时天热，海上不结冰，水师用得着了。
赵率教是陕西人，这人的人品本来是相当不高的。努尔哈赤攻辽阳时，赵率教是主帅袁应泰的中军（参谋长）。袁应泰是不懂军事的文官，赵率教却没有尽他做参谋长的责任，这个战役指挥得一塌胡涂。清军攻破辽阳，袁应泰殉难，赵率教却偷偷逃走了，论法当斩，不知如何得以幸免，想来是贿赂了上官。后来王化贞大败，关外各城都成为无人管的地方，赵率教申请戴罪立功，带领了家丁前去接收前屯卫，但到达时发觉已被蒙古人占住，他便不敢再进。努尔哈赤攻宁远，赵率教在前屯卫，距离很近，自己不亲去赴援，后来宁远大捷，他却想分功，以致给满桂痛骂，酿成了很大风波。
和满桂冲突时，袁崇焕相当支持他。赵率教感恩图报，又得袁崇焕时时勉以忠义，到锦州大战时，他突然之间似乎变了一个人。他和前锋总兵左辅、副总兵朱梅等率兵奋勇死战，和皇太极部下的精兵大战三场，胜了三场，小战二十五场，也是每战都胜。从五月十一打到六月初四，二十四天之中，无日不战，战况的激烈，不下于当年宁远大战。六月初四那天，皇太极增兵猛攻。锦州城中放西洋大炮，又放火炮、火弹和矢石，清兵受创极重。攻到天明时，皇太极见支持不住了，只得退兵，退到小凌河扎营，等候各路兵马集中整编。
赵率教转怯为勇，自见敌潜逃到拚死守城，自畏缩不前到激战二十四日，到后来更在保卫北京之役中血战阵亡，终于在历史上与满桂齐名，成为当时的两大良将。他这个重大转变，非常突出的证明了袁崇焕的领导才能。
皇太极整理好了部队，转而去攻宁远。
清军上次在宁远吃过败仗，兵将心中对袁崇焕都是很忌惮的。大贝勒代善见城中有备，就勒兵不攻。皇太极对诸将说：“先汗攻宁远不克，这次我攻锦州又不克，若再攻不下宁远，我可要声名扫地了。”于是下令总攻，击破城下明军骑兵，直薄城壁。
比之第一次宁远之战，袁崇焕部的战斗力已有增强，敢于到城外决战了。上次要清军退后，才派五十名敢死队缒到城下拾箭枝，可见不敢开城门。
满桂率领明军在城南二里列阵，城墙下环列枪炮。皇太极佯败，想引明军来攻，然后伏兵齐起。但明军没有上当，守垒不追。皇太极于是回军再战。
袁崇焕亲上城头督战，大声呼叫。满桂战于城外。祖大寿、尤世禄回师攻击清兵后路。双方死伤均重，满桂身中数箭。明军野战终于打不过清军，于是退入城中据守。这场大战打得十分惨烈，城壕中填满了两方军士的死尸。
守军又以葡萄牙大炮轰击，击碎清方大营帐一座及皇太极的白龙旗，杀伤清兵不少。明方的报告说，皇太极长子召力兔贝勒胸口中箭，另一子浪荡宁古贝勒在阵上被明军射杀，又杀固山（领七千五百人）四人、牛录（领三百人）三十余名。这报告失之夸大，事实上并无皇太极的儿子在此役中阵亡。但清方纪录中也说：济尔哈朗贝勒、萨哈廉贝勒、大将瓦克达、阿格等均受伤。
皇太极见部队损失重大，只得退兵，再攻锦州南面，亦不能拔，将士又遭到不少伤亡，将领觉多拜山、巴希等阵亡。七月，清兵败回沈阳。
这一役明朝称为“宁锦大捷”，是明军对清军第二次血战胜利。
袁崇焕在报功的奏章中，力称功劳最大的是满桂①。他和满桂向来颇有意见冲突，但在奏章中力称宁远大捷以满桂之功居多，可见光明磊落，大公无私。
