突入長城
皇太極吸取進兵寧遠(今遼寧興城)、錦州兵敗的教訓，放棄強攻寧、錦堅城的方略，於1629年(明崇禎二年、後金天聰三年)十月初二，皇太極取道蒙古，以蒙古喀喇沁部騎兵爲嚮導，親率八旗大軍，避開袁崇煥防守的關寧錦防線，繞道蒙古地區，突襲明長城薊鎮防區的脆弱隘口龍井關和大安口，破牆入塞，進攻北京。
十月二十六日，八旗軍東、西兩路，分別進攻長城關隘龍井關、大安口等。當時薊鎮“塞垣頹落，軍伍廢弛”，後金軍沒有遇到任何強有力的抵抗，順利突破長城。十月二十七日從喜峯口破口，破口之後，直趨京師地路線只有一條，就是從喜峯口到遵化、從遵化到薊門、從薊門到三河、最後是通州，然後直抵京師城下。三十日，兵臨遵化城下。遵化在京師東北方向，距離京師300裏。十一月初一日，京師戒嚴。
然而在二十七日後金軍大舉進入邊牆後，遵化和三屯營兩個重要地軍事要點就已經暴露在後金軍地兵鋒之下，但二十八日全天，後金軍只行進到距離喜峯口二十里遠地漢兒莊，後金各部均詭異的停止了前進。
明軍回援
遵化是京東的重鎮，袁崇煥想把後金的軍隊阻截在這裏，他急令平遼總兵趙率教率四千兵馬，馳救遵化，走撫寧、遷安這條路線趕往三屯營。要他務必在後金走完從喜峯口到三屯營地五十里路前，跑完這條二百六十里地路，搶在後金頭裏衝過即將閉合地封鎖線，直接進入遵化城進行防守。
1629年(明崇禎二年、後金天聰三年)十一月初二，山海關總兵趙率教在遵化和三屯營間遇伏，四千騎兵全軍覆滅。後金軍殲滅趙率教的軍隊後，一反四天來按兵不動地態勢，主力迅速西進。初三凌晨，後金軍抵達遵化城下，城內地內應立刻打開城門引後金軍入城，明巡撫王元雅自殺殉國。同時後金軍還對三屯營發起了攻勢，並在一個時辰內破城，封閉了後路側翼的戰線缺口，並隨即向西發展，沿着趙率教地來路疾行而進，行動再也沒有一點緩慢地樣子。
十一月初四，後金軍兩天兩夜強行軍西進一百里，攻陷遷安，兵鋒威脅永平、撫寧。這時袁崇煥已經率領二萬關寧鐵騎入關，他看也不看右翼正受到威脅地永平、撫寧一眼，取道昌黎、灤州，直奔寶、香河而去。初七日，後金軍破三屯營。明朝喪失了將後金軍堵在遵化的機會。 [7] 皇太極命留兵八百守遵化，親統後金軍接着南下，向北京進發，逼近薊州。這時，袁崇煥親自帶領九千兵馬，急轉南進，實施其第二步想法就是把後金的軍隊阻截在薊州。
袁崇煥於十一月初五日，督總兵祖大壽、副將何可綱等率領騎兵，親自疾馳入關，保衛北京。至此，袁崇煥在關外的三員大將——趙率教、祖大壽、何可綱，全部帶到關內，可見袁崇煥已經下定決心，不惜任何代價，誓死保衛京師。十一月初九，袁崇煥到了薊州順天府。初十日，袁軍馳入薊州。薊州是橫在遵化與通州之間的屏障，距離北京東郊通州約140裏。袁軍在薊州阻截，“力爲奮截，必不令越薊西一步”。十一月初十，袁崇煥上疏崇禎帝說：“我們進入薊州讓兵馬稍微休息一下，細緻地偵察一下敵我形勢，然後嚴格注意後金軍的動向，奮力阻截住他們，一定不會讓後金軍越過薊西”。皇太極知道袁崇煥在薊州阻截他，並未與其交鋒，潛越薊州。十一月十四日，袁崇煥的斥候偵察到後金軍大隊潛越薊西。這樣袁崇煥在薊州攔截皇太極軍隊的計劃落空了。
袁崇煥在薊州攔截失敗後，並沒有選擇直接往西尾隨追擊後金軍，而是往位於薊州西南的河西務。十一月十六日，袁崇煥的軍隊到達河西務。河西務在天津和北京之間，大約離北京120裏，位於三河西南、通州東南。這時候皇太極軍隊已在通州附近，他選擇了繞過通州，直奔北京。
京城佈防
面對後金軍的大舉進攻，崇禎帝亂了方寸。首先，啓用年屆七旬、已經退休在籍的孫承宗做統帥，負責京畿地區的防務。但是，遭到前任兵部尚書王在晉的反對。最終崇禎帝還是決定啓用孫承宗。孫承宗從老家高陽(今河北高陽)趕到北京，崇禎帝任命他爲兵部尚書、中極殿大學士，督理軍務，派他前往通州督理兵馬錢糧。
其次，崇禎帝諭袁崇煥調度各鎮援兵，相機進止。這時共有四個鎮的明軍前來勤王。除袁崇煥駐薊州外，昌平總兵尤世威駐密雲，大同總兵滿桂駐順義，宣府總兵侯世祿駐三河。
再次，加強北京城防。崇禎帝下令，在京官員、皇親國戚、功臣宿將，帶着自己的家丁到城牆巡邏和守衛。同時，還讓太監來守城。同時，明大同總兵滿桂、宣府總兵侯世祿率兵，也來到北京城德勝門外紮營。 [14] 1629年(明崇禎二年、後金天聰三年)十一月二十日，八旗軍兵臨北京城下。
城下初戰
崇禎帝任命多位官員，協理京營戎政，練兵籌餉，料理守禦。但北京已有多年沒有經歷過戰爭，這導致城防疏薄單弱。京門初戰首先在德勝門外打響，城外明軍，主要是大同總兵滿桂和宣府總兵侯世祿的勤王部隊，另外參加戰鬥的還有城上的衛戍部隊。
1629年(明崇禎二年、後金天聰三年)十一月二十日，皇太極親率大貝勒代善和貝勒濟爾哈朗、嶽託、杜度、薩哈廉等，統領滿洲右翼四旗，以及右翼蒙古兵，向滿桂和侯世祿的部隊發起猛攻。後金軍先發炮轟擊。發炮完成，蒙古兵及正紅旗護軍從西面突擊，正黃旗護軍從旁衝殺。不久，侯世祿兵被擊潰，滿桂率軍獨前搏戰。城上明兵，發炮配合，但誤傷滿桂官兵，死傷慘重。滿桂身上多處負傷，帶敗兵一百多人在城外關帝廟中休整。第二天，守軍打開德勝門的甕城，供滿桂的殘兵休養。 [16] 就在德勝門之戰的同一天，廣渠門也發生激戰。
廣渠門之戰當天，袁崇煥、祖大壽率騎兵在廣渠門外，迎擊後金軍的進犯。皇太極派大貝勒莽古爾泰及貝勒阿巴泰、阿濟格、多爾袞、多鐸、豪格等率領白甲護軍及蒙古兵二千，迎擊廣渠門袁崇煥軍。袁崇煥有九千騎兵，令祖大壽在南，王承胤在西北，自率兵在西，結成“品”字形陣，闕東面以待敵。後金軍的前鋒阿巴泰部、阿濟格部、多爾袞部、豪格部，先直撲祖大壽部東南角。四部在即將與祖部接戰時，後金軍發現王承胤部，一部分後金軍(即豪格部)又向北直衝王部，王部徙陣南避。其餘三部仍直衝祖部，祖大壽率兵奮死抵禦，後金軍前鋒並未擊穿祖部，祖部邊戰邊退至城壕。後金軍兩次衝鋒，都沒有徹底擊潰王、祖兩部，再集中兩路騎兵，向西闖袁崇煥軍陣。袁崇煥率領將士，英勇抵禦，奮力鏖戰。袁崇煥被後金軍的箭矢射的兩肋如蝟，但因身穿重甲沒被射穿。之後，南面大兵複合，後金軍開始撤退。明軍追擊到運河邊，後金軍損失嚴重。
京門再戰
1629年(明崇禎二年、後金天聰三年)十一月二十三日，崇禎帝於紫禁城平臺召見袁崇煥、祖大壽、滿桂、黑雲龍等，袁崇煥向崇禎帝提出，連日征戰，士馬疲憊不堪，請求援引滿桂所部進入德勝門甕城的先例，准予所部官兵進到城內，稍事休整，補充給養。崇禎帝拒絕了他的請求。袁崇煥軍只得繼續在北京城外露宿，同皇太極軍進行野戰。
十一月二十四日，皇太極因在廣渠門作戰失利，發表“養精蓄銳”的話語後，移軍南海子(南苑)，在此一面休養一面牧放馬匹，伺機再攻。二十七日，雙方激戰於左安門外。皇太極對袁崇煥不能戰勝，便施用“反間計”，陷害袁崇煥。
後金退軍
北京城外的勳戚大臣等人對袁崇煥極度不滿，紛紛向朝廷告狀：“袁崇煥名爲入援，卻聽任後金軍劫掠焚燒民舍，不敢前去阻攔，城外的外戚勳臣的莊園土地被後金軍蹂躪殆盡。”崇禎帝因此逮其下獄，總兵祖大壽見袁崇煥遭下獄，率師1.5萬人離京東返，後因孫承宗調度有方，才停兵待命。
崇禎帝聽說各路兵敗，準備撤出京師，被朝臣勸阻。此後，充任文武經略的尚書樑廷棟及滿桂相繼敗於西直門、安定門，滿桂戰死。明總兵馬世龍受命指揮各路援兵，保衛京師。後金軍見此次南下目的已經達到，於次年正月連克通州、遷安、遵化、灤州(今河北灤縣)諸鎮北歸。
