休整期间，努尔哈赤派人散出谣言，几天后后金将绕过辽阳，直接进攻山海关，这是很高明的一招，袁应泰不敢不救，救兵一出，努尔哈赤就好发挥骑兵野战的特长了。
三月十八日，努尔哈赤率部进攻辽阳，辽阳是辽东第一大城，辽东经略府，辽东总兵府都在辽阳，有几万兵力驻守，加上逃回来的朱万良等溃兵，只要不是野战，守住辽阳问题还是不大。可是架不住袁应泰大人不停的送人头给努尔哈赤。
努尔哈赤故意从辽阳绕路南下，袁应泰大人派出沈阳逃跑的朱万良总兵率一万多兵力回援。朱万良本该斩首，袁应泰大人非常大度，戴罪立功吧！相同的一幕又重演了，朱万良一头扎进后金的包围中，这次他知道逃不掉了，分三营列阵成品字型互为犄角，各种中小型火炮也快速布好，努尔哈赤亲率两黄旗骑兵集中进攻朱万良率领的一营，这次朱万良总兵一雪前耻，异常生猛，打退二黄旗多次进攻，并进行了坚决的反冲锋，激战大半天，其余二营不敢出兵支援，虽然努尔哈赤只派少量兵力牵制他们，但其余两营就是不出兵，朱万良遭了报应，坐看沈阳失陷不救援，现在轮到他自己了。二黄旗骑兵全体冲锋，朱万良这个营撑不住了，大阵被冲破，全军覆没，朱万良殁于阵中。其他二营这时迅速溃败，四散而逃，逃回辽阳的只有不到二千人。辽阳的兵力被削弱了，努尔哈赤成功的实现了白己的战略目的！
三月十九日，努尔哈赤回兵辽阳，立营辽阳东南角。
袁应泰大人一看，这又回来了，率领侯世禄、李秉诚等各总兵副将引兵五万多出城列阵，巡按张铨留在城墙上指挥，这回没有弃城不顾，还不错！
有袁应泰亲自出战，明军士气大振，列阵与后金对冲，后金骑兵后撤，两翼包抄，迎面由明军的降兵来了一次火铳、火炮齐射才挡住明军攻势，后金三面围攻，明军后退至城下列阵，在城头火炮和箭矢的帮助下，后金进攻不继，主动后撤。这一天双方互有攻守，战成平手。
三月二十日，努尔哈赤派兵主攻东门，袁应泰大人率自己的亲兵卫队带领大部兵力出东门列阵，主动迎敌。
后金正面冲击袁应泰大阵，左右翼推楯车突进准备推平护城河，正面冲击被明军击退，左翼受到城上城外明军夹击也被击退，左翼骑兵直接绕向西门，正面和右翼继续进攻明军大阵，激战几轮，明军战斗意志开始消退，后阵和两翼骑兵应该保护明军大阵的两翼，却不听号令擅自撤退，明军东门外大阵被冲乱，各自为战，苦苦支撑，这时候城内降人又开始作乱，放火大呼城破了，并进攻西门，西门守军被内外夹击，守军手忙脚乱，不慎将西门上堆积的火药引爆，守军溃散，后金左翼攻城部队乘乱登上西门，此时明军城内外各自为站，失去了统一指挥，城外明军渐渐没了士气，袁应泰大人在混乱中逃回城内，明军溃败了，但还有明军在坚持战斗。混乱中后金终于占领了西门，骑兵主力突入城内，城外明军溃散，总兵杨宗业、梁仲善战死。城内明军坚持了一夜，没能让后金全部占领辽阳。