六月初四日凌晨，大贝勒代善代替天聪汗皇太极设大营于锦州城东南二里的教场，命五万官兵攻打锦州城南隅，建虏头顶挨牌，搭云梯蜂拥爬城；锦州城其他三个方向，列军六万佯攻，牵制城上明军的兵力。
锦州城守将总兵赵教率指挥明军从城上用火炮、火罐与矢石下击建虏，后金军一时间死伤众多，后金兵居然丝毫不退，冒死运冲车、云梯，强渡护城河，城濠既深且宽，建虏大多数不能够渡过，遭到明军大量的炮火、羽箭轰击，建虏纷纷倒毙濠沟外，顿时是濠沟填平、尸积如山。
一心要屠锦州城的大贝勒代善、二贝勒阿敏、贝勒济尔哈朗、阿济格、岳讬、豪格，根本无视后金军兵惨死，竭尽全力督导八旗士兵攻城，一定要夺下锦州城，战至中午，后金兵伤亡越来越多。
大贝勒代善传令大家进入锦州城永不封刀，可是明军凭藉坚城深濠，从城上发射羽箭、石块、金汤、沸水、石灰，后金兵根本无法靠近城墙，，经过一天激战到了傍晚，建虏下午的损失比上午多了一倍不止，算起来建虏八旗至少一共死伤了五千多兵丁。
大贝勒代善、二贝勒阿敏看着明军把守的锦州城城高堑深，明军士兵士气旺盛毫不惧意，而大金八旗军兵士气低落，陷入攻城不得下，欲退不甘心的境地，大贝勒代善、二贝勒阿敏私下商量了一下，觉得没有得手的机会，遂命八旗军兵撤回了军营。
围困锦州城的建虏八旗军兵在垂头丧气心灰意冷的情况下渡过了一夜，大贝勒代善、二贝勒阿敏、贝勒济尔哈朗、阿济格、岳讬等人求见皇太极一夜不成，众人正准备去求皇太极同意，再通融一两天的时间，大家齐心协力拿下锦州城。
可是豪格告诉大家，大汗卧病在床一直没醒，直到太阳都爬是山了，皇太极才同意见一下大贝勒代善，还没有等代善进皇太极的金帐，就有后金的探马回来了，向金帐报上情报，后金东路探马，察看到一百多里之外的凤凰城方向火光冲天，后金东路探马奔驰百里，累垮五匹战马才赶回来报信。
大贝勒代善、二贝勒阿敏、贝勒济尔哈朗、阿济格、岳讬、豪格这些人，一听探马报上来的消息，就知道是凤凰城出事了，没想到薛家军、东江军、薛家军胆大包天了，竟然趁大金主力会战于宁锦前线，吃了熊心豹子胆，在大金的大后方搞风搞雨，简直是不知道死活的东西，这次出征东江镇、朝鲜一定要灭族、灭国，消灭所有敢于挑战大金国底线军队。
这下子金帐外的贝勒们都知道打不成锦州城了，大贝勒也不进金帐去了，甩手回自己的大营收拾人马准备撤军，二贝勒阿敏、贝勒济尔哈朗、阿济格、岳讬这些人也一哄而散，建虏十余万大军提起开午饭，正午就拔营离开了锦州城。
这样大明军终于取得了宁锦之战的胜利，当天锦州城守将总兵赵教率、监军太监纪用就向宁远城的袁崇焕报喜，赵率教疏报说：锦州城之役后金兵伤亡不下五六千，后金兵已经仓皇退遁。
监军太监纪用奏报：初四日，奴贼数万，蜂拥以战。我兵用火炮、火罐与矢石，打死奴贼数千，中伤数千，败回贼营，大放悲声。
辽东巡抚袁崇焕得到皇太极败走之后兴奋异常，六月初六日，就给朝廷上《锦州报捷疏》言：仰仗天威，退敌解围，恭纾圣虑事：准总兵官赵率教飞报前事，切照五月十一日，锦州四面被围，大战三次三捷；小战二十五日，无日不战，且克。初四日，敌复益兵攻城，内用西洋巨石炮、火炮、火弹与矢石，损伤城外士卒无算。随至是夜五鼓，撤兵东行。尚在小凌河扎营，留精兵收后。太府纪与职等，发精兵防哨外。是役也，若非仗皇上天威，司礼监庙谟，令内镇纪与职，率同前锋总兵左辅、副总兵朱梅等，扼守锦州要地，安可以出奇制胜！今果解围挫锋，实内镇纪苦心鏖战，阁部秘筹，督、抚、部、道数年鼓舞将士，安能保守六年弃遗之瑕城，一月乌合之兵众，获此奇捷也。为此理合飞报等因到臣。臣看得敌来此一番，乘东江方胜之威，已机上视我宁与锦。孰知皇上中兴之伟烈，师出以律，厂臣帷幄嘉谟，诸臣人人敢死。大小数十战，解围而去。诚数十年未有之武功也！
辽东巡抚袁崇焕给锦州的赵率教、宁远的满桂叙了大功，就是东江镇的毛文龙也体力一笔功劳，但是左明的薛家军海军和宁远城“薛家军”的功劳，袁崇焕却一句功劳都没有向朝廷提起。
宁锦之战大明表面取得了胜利，大明反而失去了大凌河、小凌河、右屯卫三城，明军在辽东宁锦北面的军事力量削弱了，皇太极制服朝鲜，削弱了东江镇，并离间蒙古的计划，也没有完全实现，不过皇太极终于找到了明朝的弱点。
六月初五日天聪汗皇太极开始从锦州撤军。经小凌河城，拆毁明军工事，初六日，至大凌河城，毁坏城墙，皇太极率大金回盛京去养病；大贝勒代善、二贝勒阿敏来了五万大军去征讨东江军、薛家军和朝鲜军。