攻城的金兵里应外合，于是沈阳城被攻陷，贺、尤二总兵官战死。五天后，六万金兵又扑向了辽阳城。
辽阳是辽东的首府，极具战略价值，谁占有辽阳，谁就取得了辽东的控制权。驻跸辽东的经略袁应泰决定亲自迎战。次日，他率兵五万出城五里，准备与来犯之敌决一死战，结果战败，明军阵亡甚多。袁应泰抱着背水一战，以死报效朝廷的信念，暂不回城，宿城外营中。不料敌兵狡猾，偷偷掘开城西的闸门，泄出护城河水，八骑军队竟徒步登岸，兵临辽阳城下。经略袁应泰只得被迫撤回城中。
袁经略在城头布置了前有准星后装火炮的新式武器——佛郎机，并动员百姓上城死守。第二天，金兵从小西门攻入，城中顿时大乱，袁应泰见大势已去，拔剑自刎，巡按御史张铨不幸被俘。努尔哈赤亲自出面诱降张铨 ，遭到张铨拒绝，努尔哈赤决定处死他 ，临刑前，张铨穿上大明朝官服，戴上大明官帽，向京城方向跪拜后，从容自缢。诗人李应升曾写诗凭吊张铨，诗云：“冲冠裂眦折骄虏，苏武不降李陵耻 ！呜呼，衣冠拜阙何从容，前有睢阳后有公 ！”
辽阳失陷，辽河以东大小七十余城，望风而降；辽河以西军民也纷纷逃窜，自塔山至闾阳二百余里，竟荒无人烟。努尔哈赤于是迁都辽阳，此举宣告了后金与大明的主战场，转移到了辽河以西，而大明的广宁城首当其冲，成为必争之地。
此时的京城已###多日，人心慌慌，举朝无措。在天启皇帝朱由校主持的几次文华殿朝会上，文武大臣面面相觑，竟束手无策，阁臣刘一燝感叹说：“假若熊廷弼在辽东，必不会一败至此 ？”刘的一句话倒是提醒了朱由校。早在努尔哈赤攻打沈阳前，皇上朱由校曾派兵科给事中朱童蒙阅视辽东，朱童蒙回京后奏报说，自己一进辽阳，辽阳的官兵士民流着眼泪，向他诉说辽阳数十万生灵，全靠熊经略一人所留，经略之功在于保存了辽阳！熊任职才十余月，而辽阳颓塌之城如新，丧胆之民心方定。那一次蒲河之战，敌攻沈阳，熊经略策马趋救，何其壮也 ！说熊经略有罪，怎可轻议？……朱由校记得当时自己曾批示说：“辽事勘查已明，熊廷弼力保危城，功不可泯。”回想起这些，朱由校心中已有重新起用熊廷弼之意。此时一些大臣也纷纷表态，赞同刘一燝的说法，惟有给事中郭巩持反对意见，他危言耸听说如果再起用熊廷弼，辽西也将不保 ？十七岁的天启皇帝不满地看了他一眼。……
四月初二，朱由校特谕兵部：“熊守辽一载，未有大失，换了袁却一败涂地，当时倡议用袁代熊的是谁 ？附和者又是谁 ？……”语气中明显含有责问兵部及言官之意。很快，朱由校又下了一道圣旨，命吏部对先前弹劾熊经略的言官提出处理意见，于是御史冯三元给事中郭巩被降三级调外，吏科给事中姚宗文被免去官籍，永不复用。五月，朱由校下又了一道“罪己诏” ，检查了自己偏听冯、姚的失误，并派特使去湖北江夏，在家中拜熊廷弼为兵部尚书兼右副都御史、经略辽东，并急请熊火速进京。
熊廷弼是六月初一到京的。面见皇上时，他首先提出言官免议战事。接着他全盘端出了自己的复辽方略，即“三方布置策” 。他主张（一）确保广宁。用马步军在辽河、三岔河筑起第一道防线。（二）在天津、登莱设立抚镇，操练水师，不断袭击后金占领的辽东半岛沿海地区，以动摇敌人军心，伺机收复沈阳。（三）向朝鲜借兵，并在山海关驻跸，以节制三方。皇上听了熊廷弼的军事部署，面露欣然之色，当即赐给熊尚方宝剑及麒麟服，并命兵部从京营中选兵五千，护送熊经略出京，同时传谕文武百官，在郊外为熊饯行。
七月，一个雨后初晴的上午，次辅刘一燝带领九卿科道众官员，在崇文门城楼，为熊廷弼送行。宴会由兵部尚书张鹤鸣主持。熊廷弼上次赴辽，