大凌河战后，孙承宗主动承担了领导责任，引咎辞职。从前线逃回来的宋伟被免职，吴襄被革职下狱。刚刚经历了己巳之变与大凌河惨败的明朝急需喘一口气。这次，皇太极倒是没来捣乱，明朝却发生了内乱，确切地说是一场叛乱，这场被偶然事件触发的叛乱，改变了很多人的命运。

大凌河城被围时，朝廷从各地调兵组织增援，大凌河所在的宁前道隶属登莱管辖，朝廷急令登莱巡抚孙元化发兵救援。为了向朝廷展示自己的练兵成果，也为了打破朝中大臣对他的一些非议，他命令游击孔有德率军携带重炮乘船横渡渤海，前出到辽东前线的耀州盐场（今辽宁营口），从那里登陆增援大凌河守军。

可是，接到命令的孔有德故意拖延，显然这位孔有德并未把他的这位上司放在眼里。孙元化说到底还是一个知识分子，钻研科学是强项，驾驭孔有德及其手下那班骄兵悍将显然有点力不从心，也只有毛文龙能指挥得动他们。

孙元化是之前提到的那位力主引进西洋火炮的徐光启的学生，而且在火炮技术上，孙元化青出于蓝而胜于蓝，他是中国当时首屈一指的火炮专家。在他所著的《西法神机》一书中第一次提出了统规的概念，统规是测量火炮仰角所用的仪器。又从西方引入矩度，使明军炮兵熟练掌握了测量距离的使用方法。

宁远炮台的设计就有孙元化的一份功劳，宁远的炮兵也是孙元化亲自训练出来的。宁远大战，炮兵居功至伟。因为孙元化的出色表现，他受到孙承宗、袁崇焕的一致赏识提拔。

崇祯三年（1630）年初，孙承宗出巡辽东，推荐孙元化出任登莱巡抚。孙元化是孙承宗、袁崇焕的亲信，也坚持以辽人守辽土的既定方针，所以当毛文龙被杀后，孔有德等旧部就被分散安置，孙元化接纳了他们，孔有德、耿仲明、李九成被任命为参将，安置在登莱地区。

孔有德以海上风大，船只难以通行为由，出海不久就率队返航。虽然冬天海上确实常起大风，但刮风只是说辞，说到底，孔有德就是不想去前线。

孙元化认为孔有德等人是临阵退缩、消极避战。事实也的确如此。既然海上风大，那你们就走陆路吧，这回没有理由了吧！孔有德他们奉命出发了，但他们的速度慢得出奇。一个多月后的闰十一月，孔有德的援兵才走到山东与河北交界的著名杂技之乡——吴桥，这还仅仅是骑兵和步兵，重炮部队还在后面数十里的新城。

就在孔有德以蜗牛般的行军速度一点点向前挪的时候，大凌河的战局已经发生了变化，张春的4万大军溃败，祖大寿被迫诈降，大仗都已经打完了，孔有德还在想尽办法磨蹭，他还不知道大凌河战事已经结束。在吴桥，孔有德的部队迎来了这年冬天的第一场大雪。不过，这支部队显然没有踏雪寻梅的雅兴，他们感受到的只是寒冷饥饿。

孔有德的部队在吴桥并没有受到群众的慰问，相反，听说他们来了，家家关门闭户。饥寒交迫的士兵们开始自己动手来丰衣足食，一名士兵抢了老百姓一只鸡，不料鸡的主人竟是当地望族王象春的家仆。王象春并没有将孔有德这么一个“团级干部”放在眼里，不依不饶将这名士兵“穿箭游街”。这让本就被克扣军饷饱受山东人歧视的辽东士兵大为不满，群情激奋。

这时，千总李应元的父亲李九成来了。几个月前，孙元化派李九成携带银两去西北买马，可是嗜赌如命的李九成却将买马的钱在赌局上输光了。李九成正为交不了差发愁，见士兵们情绪激动，李九成这个赌徒竟然唆使自己的儿子李应元和孔有德发动兵变。不怕没好事就怕没好人，在李九成的鼓动下，火药桶被点燃，士兵们反了。

士兵们杀了王家的家仆。王象春的儿子得知，立即要求地方官逮捕杀人者。哗变头目李九成带兵去找孔有德，声称3000士兵已经立誓：谁敢让王家来逮人，大家一起把他杀了，要求孔有德带着大家一起造反。

孔有德最终决定反了，3000士兵随即将王家踏平，杀向山东。叛军接连攻陷临邑、陵县、商河、青城数城。

崇祯四年（1631）冬夜的吴桥县，就因为一只鸡引起的纠纷，竟让明朝苦心经营的训练有素的一支装备大量火炮的精锐部队反叛，最后白白便宜了皇太极。当然，一只鸡只是表象，长年累积的矛盾才是主因，那只鸡只是导火线。

兵变的消息传到北京，朝野震动。外敌未平，内乱又起。朝廷敕令山东、登莱两巡抚迅速解决此事，刚刚用粮饷解决了皮岛兵变的孙元化并未慌乱，以他的经验，只要粮饷发足，不追究责任，兵变就能很快解决。他让孔有德率部立即返回登州，一切好商量。

登莱巡抚孙元化与山东巡抚余大成联合发布命令，从吴桥至登州一路州县，不得出兵阻击孔有德所部。孔有德似乎也听从了孙元化的命令，虽然一路还是抢掠不断，但还是向着登州方向开进。沿途州县也不敢拦截，让出通道让孔有德部通过。虽然孔有德部一度进入了当地驻军的伏击圈，但由于没有接到攻击命令，使其逃脱，错失了围歼叛军的良机。

当孔有德走到莱州府时，从前与孔有德交往甚厚的莱州知府朱万成却紧闭城门，让孔有德绕城而过，他已经识破了孔有德的诡计。果然，来到登州城下的孔有德部露出真面目，率军围攻登州城。

登州城从名将戚继光的祖父时起就开始营建，拥有良好的军港，是当年专门用来抗击倭寇的，登州是明朝重要的水军基地。登州城依山傍海，城墙依山势而建，城上有当时最先进的西洋火炮，一面是水城，城中有内港停泊战船。不久前，朝鲜国王赠送给孙元化的40艘战船，此时正停泊在港内。城中的守军，由3支部队组成，登州总兵张可大率领的浙江兵，教授明军操作西方火器的葡萄牙军官团，还有与孔有德叛军同属原毛文龙旧部一起来登莱的辽东兵。

登州可谓固若金汤。但即使事情到了这个地步，孙元化还没有放弃招抚叛军的努力，这也束缚住了他的手脚，不敢放手与叛军一战，在张可大的浙兵初战获胜后，孙元化就下令停战，叛军抓住机会反扑，击败张可大部。同时俘获了很多登州城中的辽东兵，登州的辽东兵开始出现动摇。

这时辽东军中与孔有德并称“山东三矿徒”的耿仲明，正在登州城中被关禁闭隔离审查，他的弟弟参与了不久前的第二次皮岛兵变。由于正是用人之际，孙元化让他戴罪立功，孙元化没想到，孔有德已经让人悄悄潜入登州策反耿仲明。

崇祯五年（1632）的春节，耿仲明和陈光福打开城门，叛军从登州东门一拥而入。坚固的堡垒总是从内部被攻破。登州沦陷，总兵张可大自杀殉国，孙元化被俘，孔有德念及孙元化当初收留他们的旧情，并没有为难孙元化，最后还是放了孙元化。

蓬莱知县、参议、总兵、参将等一大批官员被俘，城里陷入一片混战。

危急时刻，仍有明军坚守阵地，这其中就包括葡萄牙雇佣兵。

崇祯二年（1629），后金军围困北京，年仅18岁的崇祯皇帝动员百姓上城墙防守，就连在京的欧洲传教士也不例外。徐光启再次奉命到澳门高薪聘请葡萄牙炮师组建新式炮兵，保护北京。

当年十一月，以耶稣会士陆若汉、葡萄牙军官贡萨洛·德谢拉为首的31人组成的外籍炮队，携带10门大炮抵达北京附近的涿州，突遇后金军。当时，城内已乱成一团，都打算弃城逃避，德谢拉、陆若汉极力阻止当地驻军逃亡。他们把大炮装上火药和开花弹，堵塞城门，然后向野外试射，炮声如同闷雷炸响，曾在辽东吃过大炮苦头的后金军闻声而退。

眼光敏锐的徐光启等人决心将明军建设成一支完全用西洋火器武装的先进军队。明朝将山东登莱作为培训新军的基地，因为这里与后金控制区仅一海之隔，时有战事发生，是测试西洋大炮的理想场所。

当时，精通炮术的登莱巡抚孙元化，先期抵达的德谢拉等葡萄牙火炮专家云集登莱。孙元化在登莱编练“火车营”，实质上是将大炮、马拉战车以及步兵结合起来，成为攻防兼备的热兵器部队。

在孙元化手下效力的40余名葡萄牙炮手成立了一支炮兵队，充当明军教官。这些葡萄牙人拿着比明军高几十倍的工资，拿着明朝的高薪，干起活来也很卖力，教授炮术十分认真，很有职业精神。

葡萄牙雇佣兵到达登莱仅一个月，就参加了崇祯四年（1631）的皮岛海战。皇太极借道朝鲜企图夺取皮岛，孙元化部奉命驰援。战斗中，德谢拉等葡萄牙炮兵将大炮架在明军水师帆船上，命令明军士兵用鸟枪专打靠近的后金兵和马匹，而大炮则专打后金军的营盘和土墙。当时朝鲜人记载，后金兵前后被葡萄牙人的枪炮连续打垮了4次，尸体漂满海面，就连皇太极也差点被炮火所伤。皇太极率部溃逃，不敢再接近皮岛半步。

正当孙元化、德谢拉等人积极培训新军之际，孔有德就发动了吴桥兵变起兵反明。叛军配备300多门仿制西洋大炮，许多人刚接受过葡萄牙教官的操炮瞄放训练。学生刚学会技术就回来打老师。此刻，葡萄牙炮兵本着雇佣军的职业精神，固守炮位与叛军作战。在最后城陷时刻，共有12名葡萄牙人战死，炮队统领德谢拉也被乱兵砍死，另有15人重伤被俘。叛军感念师徒之情，将被俘葡萄牙人送返澳门。

孔有德在此役中还掳获了旧兵6000人、援兵1000人、马3000匹、饷银10万两、红夷大炮20多门，西洋炮300门，其余火器和甲仗不可胜数。可以说这个辽东前线的后勤基地中堆积如山的物资，全成了叛军的囊中之物。叛军还将城中的居民驱赶到东门外大肆屠杀，一时间血流成河生灵涂炭。

孔有德等人起兵之初推举年长的李九成为“都元帅”，孔有德居第二、耿仲明居第三。攻下登州后，孔有德自任“都元帅”，李九成做“副元帅”。

登州陷落后，莱州知府朱万年加紧备战，他将海防和城外兵调入城中，并将城外的粮草运往城里，加强治安，逐户清查，清街设岗，发动百姓守城，加固城墙，增设防御设施，一场胶东历史上空前惨烈的大战即将打响。

崇祯六年（1633）正月，朝廷将战抚皆不得力的山东巡抚余大成和登莱巡抚孙元化下狱治罪，而主抚和主剿两派争执不下时，叛军开始行动，向登莱各州县进兵。叛军用火炮攻克黄县。

为了挽救危局，朝廷任命徐从治为山东巡抚、谢琏为登莱巡抚。按照分工，谢琏在莱州城指挥作战，徐从治坐镇青州负责增援、后勤。为安抚民心，徐从治也进驻莱州。通州副总兵杨御藩、天津总兵王洪、保定总兵杨国柱先后率兵进入莱州。

崇祯五年（1632）四月十七日，叛军包围莱州。为了攻克莱州，叛军调来了几乎所有的红夷大炮，从四面八方向莱州城轰击，这些叛军炮兵之前都曾受过葡萄牙军官的训练，炮打得特别精准，尤其对于静止的目标，轰击城墙垛口，就如同打靶一样轻松。莱州城的地势并不险要，但是莱州城是在万历二十六年（1598）重建的新城，筑城时参照了西洋筑城法，筑有炮台。作为辽东的另一个后勤基地，城中的粮草、兵器充足，但重型火器较少，多是国产的轻型火炮，而且懂得操作火炮的士兵也不多，但是莱州城在知府朱万年的严密部署下，布防井然有序。

城中的几位官员分兵把口，各守一座城门。叛军久攻不下，分兵一部攻克平度后再回师攻打莱州。这次他们集中炮火主攻城的东北角，在炮火的掩护下，叛军不断地挖地道，而城中则埋设了数口大缸，让盲人从中听出地道的方向后，守军向地道里灌水，地道战失败后，叛军再次派兵在城边挖地道，挖成大洞后，用棺材装满火药置入其中，击发引火，爆炸后城墙被炸塌数丈，叛军从城墙缺口处蜂拥而入，守军向涌入的叛军泼下沸油，再扔火把，冲天烈焰下叛军死者枕藉。徐从治等再命人投下早已准备好的沙袋，堵塞缺口。守军打得也极为机动灵活，夜里，徐从治等派出敢死队悄悄出城，从几个方向出击，击毁叛军的多门火炮。不久，神机营参将彭有谟进入莱州城，大力改进火炮技术，训练炮兵，守军的操炮水平明显提高，炮打得比之前更有准头。这点城外的叛军是最有体会的，因为砸到他们头上的炮弹越来越多了。在叛军的一次趁夜偷袭中，靠着炮兵的火力支援，守军连续打退了叛军的3次进攻。

这时朝廷派出辽籍文官中官衔最高的张国臣前往招抚，而张国臣受叛军诈降的欺骗，命令城中军民和各路援军不许擅自出战，以免破坏抚局。徐从治派人趁夜潜出城，将一封奏章送到北京，说明战况，并请求皇帝不再招抚，全力以赴围剿叛军，他在奏章中动情地说：“莱城被围五十日，危如累卵。日夜望援兵，卒不至，知必为抚议误矣。国臣致书臣，内抄诏旨并兵部谕帖，乃知部臣已据国臣报，达圣听。夫国臣桑梓情重，忍欺圣明而陷封疆。臣死当为厉鬼以杀贼，断不敢以抚谩至尊，淆国事，误封疆，而戕生命也。”但这么重要的一封奏章，崇祯帝竟然没有看到。

全国各地的援军汇集青州，但因为山东巡抚被围在莱州，无人统一协调指挥援军，援军停顿不前，朝廷再次任命兵部右侍郎刘宇烈为总督，全权指挥各路援军，与他一起来的还有京城神机营和5门红夷大炮，用以同叛军对抗。但这个刘宇烈也是个主抚的文官，不积极进剿，却被叛军的诈降迷惑，还释放了被俘的叛军兵将，叛军借谈判之机，绕到援军后路焚烧了大军的辎重，刘宇烈大惊，率部拔营撤退，又被叛军在沙河杀得大败，神机营的火炮也落入叛军之手。而明军东路驻守宁海的总兵吴安邦，按计划从东面夹击叛军于登州，却也听信了叛军的诈降，被击败，退守宁海。

虽然在登州的东面有宁海、文登、海阳等海防卫所，驻有大批明军，但这些人畏敌如虎，不敢向叛军出击，只能自保。而叛军此时也无暇东顾，他们根本就没把这些卫所士兵放在眼里，觉得这些州县迟早是他们的囊中之物。而莱州军民在援军不至的情况下，依然顽强坚守。可是四月十六日，山东巡抚徐从治在战斗中牺牲，莱州全城军民无不痛哭。

不明战况的崇祯帝还在准备招抚，他又任命了辽将前往招降叛军，辽将孙应龙因为与耿仲明旧交甚好，写信劝降耿仲明，耿仲明将计就计，随便找了一个人头送了过去，说他已经斩了孔有德，让孙应龙速来受降，孙应龙不知是诈，高兴地率领水军从天津直奔登州，刚一上岸就被耿仲明斩杀，大量的战船也成了叛军的战利品。凭借缴获的战船，叛军打退了皮岛总兵黄龙从海路的进剿。海上得手的同时，叛军在陆战中也占了便宜，攻克招远。虽然攻莱阳不克，而莱州明军仍在坚守，但叛军的气焰依旧嚣张。

为攻克莱州，叛军故技重演，再次向总督刘宇烈请求投降，而且提出只要莱州城内的几位文武大员亲自出城宣诏，他们就投降，对招抚心存一线希望的登莱巡抚谢琏决定出城招降，他与莱州知府朱万年一出城，孔有德就痛哭流涕跪倒在地说自己死罪，孔有德过硬的演技骗过了登莱巡抚谢琏、莱州知府朱万年，孔有德表示第二天受降仪式时请总兵杨御蕃也一同出席。

谢琏回到城中将孔有德愿意投降的事告诉了总兵杨御蕃，杨御蕃深知孔有德反复无常，坚决不去。果然第二天，谢琏、朱万成两人刚一出城就被叛军逮捕，叛军挟持二人做人质，令杨御蕃献城投降。危急时刻，莱州知府朱万成向城上大呼：“不要管我，向我开炮！”知府很有骨气，总兵也很硬气，一个喊向我开炮，一个就真的开炮。杨御蕃下令向叛军密集处开炮，叛军的密集处正是谢琏、朱万成两位大人所在的位置，炮弹飞来，在人群中炸开，叛军死伤累累，两位大人也一起殉国了。

四月，主战派朱大典出任山东巡抚，崇祯终于下决心不再招抚，全力围剿，征调关外的关宁军入关围剿叛军。

六月初九，崇祯令总兵金国奇，参将祖大弼、祖宽，原总兵吴襄率关宁军入关。

八月十三日，关宁军在昌邑誓师，而后明军兵分三路，总兵金国奇率领关宁军主力12000人为中路从灰埠进兵；南路以总兵陈洪范率兵6000从平度进兵；北路以参将王之富领兵3000从海庙进兵。

八月十九日，中路军在距莱州50里的白沙河击败孔有德率领的3000叛军。二十日，莱州解围。

关宁军没有给敌人以喘息之机，乘胜前进，一路跟踪追击，八月二十三日收复招远，三十日收复黄县。

在三十日的白马决战中，关宁军展示了自己大明精锐边军的实力，之前在大凌河打了败仗被撤职的吴襄这次随军出征，因为急于翻身，也难得地卖力。因为对手是叛军，不是八旗军，吴襄的劲头就来了，吴三桂这次也跟着来了，不过，因为年轻，还是“实习生”，军官名册中并没有他的名字，吴襄带儿子出来也只是让他历练历练。

战斗中，明军前锋大将祖大弼一马当先冲在前面。祖大弼是祖大寿的弟弟，打起仗来特别猛。在大凌河之战时曾率骑兵直冲皇太极，差点当场干掉皇太极，要不是随行的八旗军反应快及时挡住，皇太极就被斩首了。过后，心有余悸的皇太极送了祖大弼一个“祖二疯子”的绰号。

祖大弼打仗喜欢大呼小叫，一来给自己壮胆，二来也能吓唬吓唬敌人。这次上阵也不例外，而跟在他后面的就是他的亲戚吴襄、吴三桂父子，但这伙人也因为冲得太猛，一头撞进了叛军的埋伏圈。但接下来发生的事情告诉叛军，遇上关宁军，埋伏也不好使。听说祖大弼中了埋伏，另一支精兵火速增援，带兵的是祖家军的另一个猛将祖宽。原本想打埋伏的叛军，被两支关宁军前后夹击，很快就溃不成军，一路逃进登州城，再也不敢跟明军野战。祖大弼、祖宽率军一直追到登州西门才收兵得胜回营。

九月初一，明军进逼叛军占据的最后据点登州，登州城是叛军最后的巢穴。

从九月初到十二月底，登州被明军围了4个月，叛军几次突围都被打了回去，城中粮草不济，叛军士气低落。

十二月初三，孔有德开始实施他的突围计划，集中3000骑兵队在前冲击，5000步兵跟进，兵分三路，他和耿仲明、李应元各带一路，从西门、北门强行突围。但叛军中的一名小校趁夜越城反正，报告了这一重大军情，朱大典与众将领连夜部署，三路伏击，当叛军进入埋伏圈后，伏兵四起，明军奋勇冲杀，叛军头目李九成被斩杀，叛军被迫退回登州城。

崇祯六年（1633）二月十三日夜，孔有德下令登州城中除留下1000人的掩护部队，其余12000多叛军及其家属（其中战斗部队3600人），乘坐100余艘大船，连同军器、枪炮等从水城北门，冒着明军炮火，从海路突围而去。

明军很快攻入登州城，叛军的留守部队仍凭水城负隅顽抗，明军游击刘良佐暗中率人潜入靠近水城城墙的永福寺，从中挖地道至城下，装入炸药，轰塌城墙。但仍有一部分叛军退守登州海边的丹崖山，做困兽之斗，朱大典派人劝降，叛军大部分下山投降，一部分投海自杀。

二月十六日，孔有德率领叛军1万多人乘坐100多艘大船一路向北，准备夺取旅顺，但沿途不断遭到明军水军的阻击，总兵周文郁率领关宁水军6000人，战船190艘在海上拦阻。不久，皮岛东江水军沈世魁率部增援，两军合力在弥串岛与叛军进行了第一次大海战，叛军死伤过半，狼狈逃窜。

二月二十二日，孔有德、耿仲明率部袭击旅顺，皮岛总兵黄龙派尚可喜率所部广鹿岛守军前去阻击，尚可喜率精兵数百人偷袭叛军大营，将叛军杀了一个人仰马翻。孔有德兵败旅顺后，三月十八日率部退入双岛，明军水军一路追击，三月二十三日追至三山岛。二十四日，两军再战于广鹿岛，尚可喜亲自率领东江精锐广鹿岛守军5000人配合明军水军主力协力围剿叛军。孔有德抵抗不住率部败走，二十九日退到黄骨岛，三十日退到獐子岛。四月初十，叛军在卓山再次被明军围攻，损失惨重，尚可喜因为在此战中表现突出，被提拔为广鹿岛副将。

四月十七日，孔有德、耿仲明率部4000人家属8000人，共12000人在镇江堡（今辽宁丹东九连城）登陆投降后金。

明军在两个多月的海战中，围追堵截，多次击败叛军，令叛军死伤惨重，但叛军仍保存了一些实力，这场叛乱虽然被明军平息，最大的赢家却是后金。皇太极终于得到了梦寐以求的西洋火炮，孔有德带来了至少20门葡萄牙澳门造炮局原装红夷大炮，而且还得到了孔有德等人麾下由葡萄牙军事顾问所直接传授的熟悉弹药制造技术以及瞄准知识与仪器操作的炮兵，不仅如此，海战是后金最大的短板，而孔有德的叛变投敌，带来了大量的战船，帮助后金补齐了短板，从此后金也有了水军。