袁崇焕取得宁远大捷后，乘胜挥师北上，一举收服锦州等城，捷报传到北京，朝野一片欢腾。
1627年，皇太极继位后，再次率大军向宁远、锦州发动进攻，袁崇焕率军英勇抵抗，打得皇太极晕头转向，死伤惨重，大败而归，这次锦州、宁远保卫战，史称“宁锦大捷”。
魏忠贤眼见关外局势好转，便开始排挤打击袁崇焕，逼迫他辞职。袁崇焕万般无奈,，只得请辞。魏忠贤立即安排他的亲信王之臣任督师兼辽东巡抚驻守宁远。
不久，明熹宗逝世，由他的弟弟朱由检即位，即崇祯皇帝。崇祯一上位，即铲除了阉党魏忠贤集团，在各大臣的提议下，重新启用袁崇焕，任命他为兵部尚书兼右部都御使。袁崇焕奉命入部，崇祯召见他，他向崇祯表示：“以臣之力，御全辽有余，调众口不足，一出国门，便成万里，忌能妒功，夫岂无人？即不以权力掣臣肘，亦能以谣言乱臣谋。”
崇祯忙站起来倾听，并当即表示：“卿勿疑虑，朕自有主意！”并赐袁崇焕共进午餐。
崇祯即位后，袁崇焕为了达到五年收复辽宁的目的，亲派使者出使后金，侦探后金国情，皇太极也派出使者与袁崇焕谈判，希望和平解决争端，前后共谈了三年，因为皇太极的条件太苛刻，谈判以失败告终。
皇太极在军事上进攻多次惨败，谈判又达不到目的，便想用离间计铲除袁崇焕。恰在此时，因为守将毛文龙不服袁崇焕管理，且性格骄横，他怕在关键时刻无法调配，于是想除掉他。一次，袁崇焕召见毛文龙，见面后，毛文龙多次用语言冲撞他，袁崇焕大怒，命令将他斩首示众。崇祯皇帝听到消息后，大为震惊。
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1629年10月，就在袁崇焕杀毛文龙三个月后，皇太极率领十万大军绕过袁崇焕的防区，借路蒙古，突袭北京。兵分两路，一路攻入洪山，一路攻入大安口，长驱北京。想要诱使崇祯调回袁崇焕，然后设计除掉他。
崇祯见兵临帝都，果然大惊，忙召袁崇焕回师北京。袁崇焕接到警报后，忙挥师入关，命令率教、祖大寿部先行，自己率全军为后应。崇祯见救兵已到，大喜，忙奖赏三军。
袁崇焕本应驻军通州与北京之间，以阻清兵向北京进发，但他却率军抵达右安门，清军也尾随而至，两军对垒。这时，皇太极散播袁崇焕将清军引入并准备结为“城下之盟”的谣言，一时之间，朝廷内外，谣言四起。袁崇焕到达右安门后，请求进城休息，崇祯多疑，拒绝了袁崇焕的请求。
两军在城外展开了激烈的战斗，袁崇焕披甲上阵督战，从中午血战到傍晚，终于将清军击退。袁崇焕预料清军远道奔袭，一定希望速战速决，不想打持久战。于是，故意按兵固守，计划养足锐气，拖耗清军精力与粮草，待清军后退时再行追击。果然，清军消耗不起，想快点结速战争，三番五次进行挑战，袁崇焕就是坚壁固守，让士兵用炮火回击，不肯出营半步。一连数天，天天如此。
第五天，崇祯帝召见袁崇焕进京面见，袁崇焕一见崇祯，正要跪拜，没想到崇祯脸色一变，大喝一声拿下，早已埋伏在朝堂上的御林军一拥而上，将袁崇焕绑了个严严实实。
原来，在袁崇焕在城外与清军浴血奋战的时候，魏忠贤的余党在崇祯面前诽谤袁崇焕，说是他将清军引入北京，企图以清军威逼朝廷求和，将与其结“城下之盟”，崇祯将信将疑。这个消息传到皇太极耳中之后，皇太极大喜，再施第二计，亲笔写两封书信，派密探投进德胜门与永定门，正好被太监拾得，交给崇祯，崇祯一看，上面写着袁督师麾下亲启，他拆开一看，只见内容字迹模糊，但议和的内容隐约可辨。他大吃一惊，但两军正在胶着状态，虽然疑心重重，但在没有更充足的证据下，也不能仓促作出决定。正在这时，被清军掳去的杨太监突然回来，向崇祯报告，说偷听到重要情报。原来，皇太极入关后，故意捕获了两名太监，由副将高鸣中、参军鲍承先监守，皇太极授意两人在关两太监的地方故意议论“皇太极与袁崇焕有密约，很快就会签和约”，并特意让两太监听到，再设计让杨太监逃出来。杨太监逃回宫里后，随即将听到的话告诉崇祯，崇祯通过两下里一对照，完全吻合，这时，阉党王永光趁机再进谗言，崇祯便深信不疑了，他愤然说：“难怪他按兵不通，果真是要与清兵议和！”于是断定袁崇焕“通敌”无疑，并以“议饷”之名诱捕袁崇焕，将他下狱。
总兵祖大寿听说袁崇焕被捕的消息后大惊，恐受株连，便带所部离京，撤回山海关，崇祯知道后害怕极了，忙让袁崇焕写信给祖大寿，袁崇焕在军中威望极高，他虽因冤下狱，仍以大局为重，写信劝祖大寿听从皇帝命令。祖大寿将袁崇焕的信在军中朗读，将士们无不痛哭失声。
后祖大寿听从袁崇焕劝阻，回师关内，痛击清军，一连收复数城。
魏忠贤余党在袁崇焕入狱后，多次上疏，以“擅主议和”之罪杀袁崇焕，朝内上下，竟然没有一个人出来为袁崇焕说话。1830年8月16日，崇祯以“谋叛欺君”之罪，将袁崇焕分尸（处以磔刑），并暴尸街头。其妻子兄弟皆流放。抄家时，袁家上下，几乎没有余物。
计除袁崇焕后，皇太极接连获得大凌河、松山等战役大捷，彻底摧毁了明军的防御体系，为消灭明军扫平了道路。
袁崇焕死后，这大明的人都认为袁崇焕是个汉奸