城内已燃起熊熊大火，努尔哈赤的内应乘机高呼"辽阳已陷"。
趁此机会，后金左翼四旗终于登上西门，并沿着城墙进攻占据了左右两面城墙。努尔哈赤下令右翼兵不要纠缠于城外明军残兵的抵抗，分出主力登城支援左翼。至此，辽阳城破，明军再也无力把突入的后金兵赶出去。
虽然后金占领了西门，并不意味着辽阳已全线失守，城内的明军一直在坚持战斗，抵抗了整整一夜。
二十一日，后金大队人马已全部入城，他们整兵对城内明军发起最后的进攻。袁应泰、张铨督兵列楯死战，激战一个白天后，大势已去，辽阳失陷只是时间问题，袁应泰看到局势已无法挽回，叹息着对张铨说："你没有守城的责任，赶紧走吧！我死在这里！"他佩戴着尚方宝剑和官印，在城东北镇远楼与妻弟姚居秀一起自缢殉国。他的老仆唐世明在主人死后纵火焚楼，自己也跳入火海殉节而死。
张铨也并没逃跑，他抵抗到最后被俘，努尔哈赤想要招降他，被一口拒绝，皇太极再次出面招降，张铨只求速死，于是赐他自缢。
