但不久之后，遵化、三屯营都被后金军攻破，赵率教也在遵化战役中中流矢阵亡， 巡抚王元雅、总兵朱国彦自尽而死。后金军越过蓟州往西，直逼京城，袁崇焕忙率兵护卫京师。朱由检召见袁崇焕，赏赐御用酒菜及貂裘慰劳袁崇焕，袁崇焕以兵马长途奔波，疲惫不已，请求入城休整，但遭到拒绝。于是袁崇焕驻军城外，与后金军鏖战，互有胜负。 袁崇焕令戴承恩在广渠门列阵，祖大寿于南面列阵，王承胤在西北列阵，袁崇焕在西面列阵以备战，中午时刻，清骑兵从东南面进攻，祖大寿率兵奋力接战，而王承胤却拔阵向南避战。后金军力战祖大寿不下，于是撤退，明将刘应国、罗景荣等人率兵进行追击，杀伤后金军千余人，而明军死伤也很多。收兵后，朱由检用酒食犒赏军队。 袁崇焕有派遣任守忠率领五百人用火炮轰打金营，后金军撤退，京都之围遂解。
六.下狱处死。
但后金军退兵后，袁崇焕却被治罪。当初后金军进入的关口是属于蓟辽总理刘策所管辖，而袁崇焕得知后金军入关，直逼京城，于是千里迢迢赶来救援，自认为有功无罪，但是朝中大臣却有很多人认为是袁崇焕放清兵入关，于是纷纷诽谤袁崇焕与后金军有勾结，朱由检对此也很怀疑。此时后金军也设计离间，说袁崇焕与后金军有秘密约定。十二月，朱由检将袁崇焕下狱。
魏忠贤遗党王永光、高捷、袁弘勋、史褷等人想趁机给魏忠贤报仇，以擅自与后金军议和、擅杀毛文龙两条罪名定袁崇焕死罪，并意图一并杀死钱龙锡。崇祯三年(1630年)八月，袁崇焕被凌迟处死，家人被流徙三千里，并抄没家产，实则家无余财。
