已巳之变后，袁崇焕因纵敌入寇京畿，围攻北京，再加上之前矫诏擅杀东江军总兵毛文龙，被崇祯帝凌迟处死，百姓争啖其肉，和着烧酒吞其内脏，仅剩首级挂于北京城门口，用以传首示众，供人唾骂。
崇祯四年（1631年）正月，孙承宗临危受命，以古稀之年再次挂帅关外军务，很快收复了永平四城，并按既定方针，于农历八月派征辽前锋总兵祖大寿第三次抢筑大凌河城（今辽宁凌海）这座战略要塞。
大凌河城位于锦州以东三十余里，是屏障锦州的重要门户。明军若要固守辽西，就必修此城；而后金要想攻明，就必拆此城。从袁崇焕时期起，双方对大凌河城的争夺就非常激烈，已是两建两拆。
明军重筑大凌河城，皇太极当然不能坐视不管，他立即征调大军从沈阳出发，翌日便渡过辽河，然后兵分两路，一路由后金贝勒德格类、岳托、阿济格率兵两万，经义州屯住于锦州和大凌河之间，切断锦州与大凌河的联系。皇太极亲自率三万大军经黑山、广宁从正面压向大凌河城。崇祯四年（1631年）农历八月六日，两路后金大军会合于大凌河城下，大凌河之战就此打响。
大凌河城虽被后金多次摧毁，但原有墙基还在，因此修城进度较快。皇太极没有给祖大寿足够时间，在他修了不到半个月时，便已兵临城下。此时城墙雉堞还没修完，祖大寿只好关闭城门，仓促应战。
皇太极早已哨探清楚祖大寿并未携带多少粮草，只够几天之用，因此一改从前强攻硬碰的战法，改成了围困。他命八旗将士环城挖了四道壕沟，并筑起一道一丈多高的墙，将个小小大凌河城围得如通铁桶一般。
明军万万没料到金兵会出此狠招，城中将士无不惊恐万状，祖大寿作过几次试探性的突围，都被金兵杀了回去。无奈之下，一万五千关宁铁骑，及两三万民伕只好坐困愁城，盼着援兵。
关宁铁骑是大明最精锐的部队，辽东三杰祖大寿、赵率教、何可纲各领一支。已巳之变中，赵率教这一支关宁铁骑在遵化被后金贝勒阿济格大军击溃，赵率教战死，全军覆没。现在，祖大寿与何可纲两支关宁铁骑一起被困大凌河城，如何不让孙承宗及大明朝堂心急如焚，誓要全力救援？
农历8月16日，2000松山守军前来增援了，由于众寡悬殊，被后金兵没费吹灰之力就打败了，第一次救援失败。
农历8月26日，雾非常大，几尺外就看不清人，明军由总兵吴襄、宋伟率6000锦州兵前来救援，又被阿济格率兵击败。
农历9月，总兵吴襄和宋伟再次率6000锦州兵前来救援，途中巧遇皇太极与多铎仅率200亲兵巡视。明军掩杀过来，皇太极率200亲兵迎战，竟然将6000明军冲杀得溃不成军，紧接着后金大军赶到，又是一番乘胜追击，6000明军大败逃归。
皇太极利用祖大寿渴盼援军的急切心态，还搞了一次假增援。后金兵穿上明军将士的衣甲，打着明军的旗帜，高喊着铺天盖地杀向后金大营。祖大寿在城头一看，喜出望外，立即率兵冲了出来，欲里应外合，突出重围。他哪里知道皇太极已设下埋伏，一心想活捉他。待他杀出城，眼看要与援军汇合时，援军突然变成了后金兵，直接奔他而来。祖大寿大惊失色，这才知道上了人家的诱敌之计，急忙后撤。但此时他已陷入金兵的重重包围中，好在部下们都英勇无比，拼命厮杀，总算没有被活捉，狼狈地逃回城中。
从农历8月6日围城到9月19日的假增援，大凌河城已被围困了四十八天，城中早已断粮。从城里逃出来一个商人，叫张翼辅，他说：城里边先是杀战马，吃马肉，马几乎杀尽了，开始吃人，当然是先吃手无寸铁的筑城民夫，也吃那些饿死的士兵。惟有几个大官还有米一二升而已。
史载城中正“炊骨析骸，古所未闻。”什么意思呢，就是用人骨头当柴烧，把人肉割下来烤着吃。整个城中到处是人的遗骸，到处在烧人肉吃，此时的大凌河已变成了一座光天化日朗朗乾坤下活生生阴森森的阴曹地府。
农历9月24日，明军四万援军终于到了。率领这支部队的是监军道张春，总兵吴襄与宋伟也再次随军前来救援。
农历9月27日，大军过小凌河，在距大凌河城十五里处时，与后金兵相遇。张春为了扼制后金骑兵，动用了许多战车，战车上配有火器，双方交战开始，后金八旗兵吃了些亏，冲了几次都未能成功，明军战车阵缓缓向前推进。
后金兵已经拥了威力无比的红夷大炮，此时正横于大道中间，恭侯着明军的到来。待明军进入射程，四十门大炮先后发射，明军战车阵不得不后撤到后金红夷大炮射程之外，双方一时进入僵持局面。
皇太极很快想到一个主意，他将攻城用的冲车前面防弓箭和火铳的木板先蒙上牛皮，再覆盖以棉甲，从而改造成能防佛郎机炮的棉甲楯车，由士兵推着逐渐接近明军战车阵，后金骑兵则藏在棉甲楯车后面。待到了近前，骑兵再向战车阵发起冲锋，明军战车阵很快被突破，全军大乱。与此通时，皇太极还另派了一支骑兵，从背后也突入明军战车阵中。
兵败如山倒，张春竭尽所能扼制士兵溃逃，可是毫无作用，最后连自已也被卷进败退大潮中。皇太极早已在明军撤退的路上埋下了伏兵，溃逃的明军们遇到伏兵，大都放弃抵抗选择了投降。张春和三十余名将领被生擒，总兵吴襄和宋伟仅率数十人侥幸逃归。第四次的四万增援大军就这样土崩瓦解，全军覆没。
大凌河城中的军民们又在地狱中挣扎了十天，农历10月7日，皇太极再次致书祖大寿，又派降将姜新赴城中面谈，祖大寿随后派副将韩栋到后金营中谈判。
农历10月25日，祖大寿最后下了决心，他邀在广宁一役中降金的将领石廷柱进城商议降金事宜。晚上，祖可法、祖泽润、刘天禄、张存仁四人随石廷柱一通到了金兵大营，皇太极亲自迎接，四人跪倒便拜。皇太极急忙上前一步搀扶，以女真人最高贵的礼节抱腰礼相见。然后设盛宴款待，四人被请至座中。
农历10月28日，祖大寿大开城门，率众将来到金兵大营。皇太极与代善、莽古尔泰及众贝勒众大臣，一齐隆重迎接祖大寿一行。后双方登坛发誓祭天，盟誓祭天毕，皇太极携祖大寿手进入大帐，为祖大寿设宴庆贺。
农历11月9日，大凌河之战彻底结束，皇太极摧毁了大明最有战斗力的一支军队，即关宁铁骑，明军精锐自此不复存在。明军将领七十余人降金，其中不少是久经沙场的高级将领。对这些降将，皇太极一律官复原职，予以重用，加以恩养。
当后金军队接收大凌河城，清点人数时，城中原本将近四万人仅剩下11682名将士，马仅32匹。饿死的和被吃的主要是手无寸铁的民夫，以及像何可纲这样宁死不降后金、铁骨铮铮的关宁铁骑将士。史载，何可纲等一批将士宁死不降，最后被祖大寿杀了吃肉，敲骨吸髓，祖大寿由此得了个“食人魔”外号。