皇太极自然不会坐视孙承宗筑城，崇祯四年七月二十七日，他率领大军从沈阳出发，第二天就渡过了辽河，拉开了大凌河之战的序幕。

大军分为两路，一路由贝勒德格类、岳托、阿济格率领两万兵力，经过义州驻扎在锦州和大凌河之间，切断了锦州与大凌河的联系。皇太极亲自率领大军，经过黑山、广宁，从正面向大凌河城压迫过来。

崇祯四年农历八月六日，两路大军在大凌河城下会合，大凌河之战正式打响。

尽管大凌河城多次被金兵摧毁，但城墙的基础仍然存在，因此修城的进度相对较快。然而，太极没有给祖大寿足够的时间，他们还没有修完城墙和雉堞，就被敌军围困了。祖大寿只好关闭城门，仓促应战。

这次的大凌河之战，皇太极改变了以往的硬攻战术，而是采取了围点打援的策略。他命令八旗将士挖了四道壕沟，筑起一道高达一丈的围墙，将大凌河城围得如铁桶一般。

他虽然已经装备了大量的红夷大炮，但是细作回报城中的粮草只够几天使用，围城不久后就会断粮，既如此登上几天又如何？城中的将士们都陷入了惊恐之中，祖大寿曾试图几次突围，但都被金兵击杀回去。无奈之下，他们只能坐困愁城，盼望援兵的到来。

皇太极对祖大寿非常看重，在围困了十天后，他开始劝降祖大寿。然而，祖大寿对皇太极根本不予理睬。

从八月十六日到九月，明军前后三次派援，但都被皇太极击败，明军伤亡过万。他不仅围点打援，还进行了一次假增援，让金兵们穿上明军将士的衣甲，打着明军的旗帜，高喊着冲向金兵大营。

祖大寿在城头一看，喜出望外，立即率军冲出城去，欲与援军汇合，以突围重围。然而，当他杀出城时，眼看着要与援军汇合时，援军突然变成了金兵，直接向他冲来。祖大寿大惊失色，急忙后撤。

虽然已经陷入了金兵的重重包围中，但幸好他的部下英勇无比，拼命厮杀，才勉强逃回城中。从那以后，他再也没有出过城。

皇太极至此仍没有大量使用红夷大炮，仍然希望能够吸引更多的大明援军，逐一攻破。