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。
第一次宁远大捷是天启六年正月，第二次宁锦大捷是七年五月，相隔一年零四个月。在这短短的十六个月之间，袁崇焕加强了明军的战斗力，抢筑了锦州的防御工事，固守在清军的后路，使皇太极有后顾之忧，不敢久攻宁远。同时清军先攻锦州不克，再攻宁远，气势已挫。可见袁崇焕这十六个月中的准备工作收到了很大成效。如果能多一些和平时期，局面当然更有改进。
这一仗大捷，军事上的主要因素之一，还是靠了葡萄牙的红衣大炮。明朝这时本来已驱逐了葡萄牙人的天主教传教士。传教士波尔、米克耳两人见到明清交兵，有机可乘，便发动澳门的葡人，向明朝提供军费和炮手。明朝于是召还已驱逐了的教士。本来秘密传教变成了公开，大批葡萄牙教士和炮手进入中国2。后来中国在外国教士和技师指导之下自行铸炮。所铸成的大炮也封了官，称为“安国全军平辽靖虏将军”，还派官祭炮，请将军发威破敌。金人要直到数年之后，才因投降的明人之助而开始铸造大炮。
袁崇焕在政治上属于魏忠贤的敌对派系。他中进士的主考官韩p、保荐他的御史侯恂等都是东林党的巨头。袁崇焕当然不肯克扣军饷去孝敬魏忠贤。但为了大目标是守御锦州、宁远，他也相当的委曲求全。各省督抚都为魏忠贤建生祠，袁崇焕如果不附和，立刻就会罢官，守御国土的大志无法得伸，因此当时也只得在蓟辽为魏忠贤建生祠。
但魏忠贤仍是不满意。所以虽有宁锦大捷，袁崇焕却得不到甚么重赏，只升官一级。奉承魏忠贤的官员却有数百人因此大捷而升官，理由是在朝中策划有功，连魏忠贤一个尚在襁褓中的婴儿从孙，也因此而封了伯爵。魏忠贤是太监，没有儿子，只好大封他侄儿，封他侄儿的儿子。
魏忠贤这时更叫一名言官弹颏袁崇焕，说他没有去救锦州为“暮气”。袁崇焕在这样的压力之下，只得自称有病，请求辞职。魏忠贤立刻批准，派兵部尚书王之臣去接替。
皇太极听到这个消息，当然是大喜若狂，而听到加给袁崇焕的罪名与评语竟是“暮气”两字，恐怕大喜之余，却也不免愕然良久吧？袁崇焕这样的人竟算“暮气沉沉”，却不知谁才是“朝气蓬勃”？
袁崇焕离开宁远时，心中感慨万千，可想而知。那时他还只四十岁左右，方当壮盛的英年，正是要大展抱负的时候。
立了大功反而被迫退休，他的部属将士既感诧异，更是忿忿不平。他写了一首诗给一个部将，诗中说：我们慷慨同仇，间关百战，功劳不小，皇上的恩遇也重。但我的苦心，却只有后人知道了。建功立业固然很好，回家休养也是不错。对于我的去留，大家不必感到不平罢。这首诗显得很有气度3。不过他对于天启皇帝，还是十分感激的。他本来是一个七品知县，自天启二年到七年夏天，短短的五年半之间，几乎年年升官，中间还跳级，直升到“巡抚辽东、兵部右侍郎、兼都察院右佥都御史”，实在算是飞黄腾达。他自觉升官太快，曾上疏辞谢。他说在诸同年中，官职最高之人和他也差着好几级，为了要做部属武将的榜样，请皇帝收回升赏的成命。皇帝批复说：你接连三次谦辞，品德很好，但你功劳大，升官是应该的4。
他在回广东故乡途中，经过大庾岭时写了一首诗，感念天启对他的知遇之恩5。他心中明白，天启是个昏君，可是对待自己实在很好。
他到了广州，去光孝寺游览，踏足佛地，不禁想到生平杀人甚多，和环境大不调和6，然而那也只是感到不调和而已。英雄豪杰，一往无悔，却也无须对菩萨低头，不必对杀了该杀之人有甚么遗憾。
1袁崇焕的奏章中说：“十年来，尽天下之兵，未尝敢与奴合马交锋，即臣去年，亦自城上而下攻。自今始一刀一枪，下而拚命，不顾夷之凶狠剽悍。臣复凭堞大呼，分路进追。诸军忿恨，誓一战以挫此贼。此皆将军满桂之功居多。”
2马耳丁的《鞑靼战记》中大吹葡萄牙传教的功劳，又说：“上帝对于信仰基督教的皇帝必予福佑，所以中国皇帝对鞑靼人（指满清）作战大胜。”其实天启皇帝信仰的是鲁班先师，并没有信仰基督教的上帝。
据冯承钧译、沙不列撰：《明末奉使罗马教廷耶稣会士卜弥格传》：崇祯三年，澳门葡人队长率士卒四百、大炮十尊入境效力。广州巨商恐失垄断中西贸易之利，厚赂朝臣，加以阻挠。后葡军队长公沙的西劳阵亡于登莱。《碧血剑》小说略取其意。
3袁崇焕《南还别陈翼所总戎》：“慷慨同仇日，间关百战时，功高明主眷，心苦后人知。麋鹿还山便，麒麟绘阁宜。去留都莫讶，秋草正离离。”其中“功高明主眷”这一句，不免含有苦涩的意味。天启决不是明主，天下皆知，自己功高如此，结果却得了这样的“眷”，这位“明主”，真是“明”得很了。
4袁崇焕《天启六年六月初十日谢升荫疏》中说：“且武人奔竞，少竖立便欲厚迁，稍不合辄思激去，要挟朝廷，开衅同类，今边疆始终不得一人之用，臣最疾之。臣今日不自处于恬，何以消诸将之竞？况臣原无富贵之心，又皇上所鉴也。”对这个辞赏的奏章，朝廷的批答是：“奉圣旨：袁崇焕存城功高，加恩示酬，原不为过；乃三疏控辞，愈征克让。还着遵旨只承。该部知道。”
5袁崇焕《归庾岭》：“功名劳十载，心迹渐依违。忍说还山是？难言出塞非。主恩天地重，臣遇古今稀。数卷封章外，浑然旧日归。”
6袁崇焕《遇诃林寺口占》：“四十年来过半身，望中只树隔红尘。如今着足空王地，多了从前学杀人。