努尔哈赤率人来攻击，袁应泰命令总兵官贺世贤、尤世功出城奋战。他大概还觉得自己是诸葛再世，一定能够打赢这一战。
结果，败北而回。
次日，蒙古降人果然作内应，使两员大将战死。
总兵官陈策、童仲揆赴援，也阵亡。
袁应泰就令奉集、咸宁各军撤退，全力守辽阳，并引水注入城河，沿河排列大炮，兵士环城守卫。
十九日后金兵临城下，袁应泰亲自督率总兵官侯世禄、李秉成、梁仲善、姜弼、朱万良出城五里迎战，战败，死伤众多。
当晚袁应泰未进城，宿军营中。
第二天，后金军掘开城西闸门排除城壕内积水，又派兵守住城东水口，渡城河大呼而到城下，双方鏖战很久。
很多后金军骑兵冲到城边。战败的明军向城外奔去，有的被淹死，有的被清军杀死，伤亡惨重。
清晨，袁应泰进城，与巡按御史张铨等分陴（城墙上凹凸形的小墙）固守。
监司高出、胡应栋等翻城墙逃走，人心离散。
十一日，后金军又攻城，袁应泰督率军士持盾牌大战，又败阵。
到傍晚，更楼起火，后金军从小西门进城，城中大乱。
袁应泰在城楼上见此情况，觉得大势已去，无法挽回，对张铨叹息说：“你没有守城的责任，赶紧走吧！我死在这里！”
说罢袁应泰就佩了剑、印，自缢而死。
他的妻弟姚居秀也跟着自杀。
仆人唐世明抚着袁应泰的尸体大哭，放火烧楼而死。
此事传到朝廷后，天启帝追赠袁应泰为兵部尚书，并隆重祭葬，封其子为官。
可是现在却不一样了，熊廷弼就没有袁应泰那么多事情。从始至终，熊廷弼都觉得辽人不可信，蒙古人不可信，出城作战，打什么打？
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老熊他就觉得，得先守一波再说。消耗女真人一波，等到他们久攻不下，士气低落，然后再出城反击才是王道。
现在辽东的军队打硬仗已经不行了，但是打一打顺风仗还是没问题的。这一点熊廷弼有很清醒的认识。
很快探子就被代善带了回来，努尔哈赤详细的询问了蒙古探子，发现事情比自己想得要更糟糕。
熊廷弼让这些人整日挖沟、筑城、搬石头上城头，反正就是做着各种守城的准备。我就是不出去，有能耐你打进来。
“给那些蒙古人武器，让他们为先锋，准备攻城。”努尔哈赤脸上闪过一抹狠厉，直接下了命令。
反正到了这个时候肯定是要打的，只不过让自己的子弟去打，努尔哈赤舍不得，索性就让这些蒙古人去打。
他们不是对熊廷弼积压了不少的怨气吗？正好士气可用，那就让他们去打。
如果有机可乘，那自己就趁机攻下沈阳城；要是不行，那就可以撤了，反正打不下来撤退也不是什么大不了的事。