天启六年(1626年)正月，努尔哈赤得知孙承宗被罢免，于是率领大军西渡辽河，二十三日，后金军抵达宁远，经略高第和总兵杨麟拥重兵于山海关，不去救援宁远。 袁崇焕得知后，随即写下血书，与大将满桂，副将左辅、朱梅，参将祖大寿，守备何可纲等将士盟誓，以死守城。
努尔哈赤举大军进攻宁远城，并让士兵举着盾牌攻凿城墙。而袁崇焕让罗立等人指挥西洋巨炮，炮轰后金军，后金军在巨炮的攻击下溃不成军，连续攻城两天，损失惨重，努尔哈赤于是下令退军。但名将金启倧却因为点火炮时引起自燃而死。 宁远保卫战胜利后，明廷举朝欢喜，升袁崇焕为右佥都御史。
不久努尔哈赤病死，皇太极继位，袁崇焕想要和后金议和，于是自写书一封再次派遣使者前往。天启七年(1627年)正月，皇太极同意了袁崇焕的请和，举兵渡鸭绿江征讨朝鲜。明廷觉得袁崇焕与王之臣不能相互协作，于是将王之臣召回，不再设立经略一职，关内外尽属袁崇焕管理。
