战前，袁崇焕在宁远城头集结全军将士举行誓师大会，用自己的血写成血书，激励三军奋勇杀敌。守城将士深受感动，他们也深深懂得只有守住宁远才有生路。

袁崇焕随即进行战斗部署：满桂守东门，祖大寿守南门，左辅守西门，朱梅守北门。前线指挥官满桂，另组建一支机动部队，随时支援各门，袁崇焕坐镇城中心的钟鼓楼居中指挥。袁崇焕还令人将库存的1万多两银子放在城上，并宣布杀敌立功，火线封赏。明军士气大振。

为了防止有奸细混进城里趁机作乱，袁崇焕专门派人在城内四处巡守，各个街巷都有专人负责往来盘查，努尔哈赤里应外合的把戏没法玩了。

而作为守军王牌武器的红夷大炮也备足了弹药，并由徐光启的学生孙元化亲自指挥炮手操作火炮。为了最大限度发挥大炮的威力，孙元化在炮台的设计上很是花费了一番心思，各个炮台之间可以形成交叉火力，以尽可能多杀伤敌人。红夷大炮过于笨重，守军还专门制作了炮车，打起仗来，可以随时快速移动，转移发射阵地，调整射击角度。

努尔哈赤一到宁远，便派出部队封锁了宁远通向山海关的所有道路。

天启六年（1626）正月二十四日清晨，后金军向宁远发起了第一轮猛攻，主攻方向是城的西南角。后金军蜂拥而上，城上的明军点燃了红夷大炮，炮口对准下面的后金兵猛烈轰击，城下顿时血肉横飞、传来阵阵惨叫。后金军死伤遍地，但这没有阻止后金军的进攻。

很快，后金军的前锋部队就冲到了城墙下，这里是大炮的射击死角，火炮打不到这里，后金军竖起云梯，准备爬城。

就在这时从城头的垛口间推出许多又长又大的木柜，这些大木柜一半在城内，一半探出城外，木柜中藏着明军，明军俯身射箭投石，投完了便将大木柜拉回去，再装矢石投出去。接着埋在城边的火药地雷爆发，土石飞扬，后金士兵和战马被炸得四处乱飞。

攻城的后金先锋部队每人身披两层铁甲，他们推着包铁的撞车攻城，车顶以生牛皮蒙住，弓箭和石头不能将其损坏。袁崇焕命军士架起红夷大炮，对准后金军的后续部队连续轰击，每一炮打出去，火药和铁沙四处飞迸，打得敌军尸横遍地。在此之前，后金军还从未见识过红夷大炮的威力。眼见横飞的血肉残肢，即使勇猛如虎的后金士兵也不禁心生怯意。然而努尔哈赤亲自在后面督战，后金军有进无退，仍然拼死冲来。

冲过成堆的尸体，后金军用撞车猛撞城墙，声音轰响，沙石飞溅，气势惊人。撞击了很久，城墙多处破损。后金军再用像云梯那样的包铁高车来撞击城墙高处。随后又把包铁车推到城墙边，上面用木板遮住，遮挡城头投下的矢石，藏在下面的后金兵用铁锹大斧子拼命凿墙。

后金军在城墙底下，大炮已打不到他们。急中生智的明军用屋子前的长条阶石从城上投下去。大条石加上下冲的力量，将铁车的木板砸碎，也砸死了不少躲在下面的后金兵。

后金军攻势凶猛，也的确很有两把刷子，城基硬是被他们挖了一个个凹槽，他们躲在城墙洞内向里挖，城上再投大石就打不到了。这时宁远四周10余里的城墙已被挖得千疮百孔，情势万分危险。这时通判金启倧出主意让士兵将铁链裹上撒有硫黄的棉絮，点火后甩出城外，再将火药撒在褥子和被单上，投到城下。大铁链来回扫荡，将褥子被单点燃，在城墙下形成一道火障，而这时是冬天，后金军穿的是棉衣，挨上就着，很多后金兵被烧死在城外。城内有一个工匠将火药放在空心的大泥团中，外面围以木框，点燃了药引投下去，泥团不断旋转喷火，点燃攻城的撞车，也烧死了很多敌人。

这时城墙被撞塌了一个有2丈多宽的豁口，袁崇焕亲自上阵搬运石头堵塞缺口，军民见主将都冲到了第一线，士气大振，纷纷跟着搬石运土，很快将缺口堵上。在这个过程中，袁崇焕两次中箭受伤。部将劝他后退，他都不肯，只是撕下战袍裹住伤口继续指挥战斗。在袁崇焕的激励下，全城军民同仇敌忾，终于打退了后金军的进攻。

后金军在攻城中也展示了惊人的战斗力，这也说明他们之前的获胜并非侥幸。宁远坚城，打了一天就成了危城，险象环生。若不是袁崇焕临阵不乱从容指挥，加上现场的群众发明创造、红夷大炮的杀伤力，宁远城能不能守住还真不好说。第一天终于顶住了。

正月二十五日，后金军继续猛攻，但攻势明显不如前一天，这就叫一鼓作气势如虹，再而衰，三而竭。明军经过第一天的血战，经受了战火的洗礼，反而打出了信心，在袁崇焕的指挥下，明军炮手、火枪手、弓箭手各就各位，红夷大炮炮过之处更是令后金军尸横遍野。勇猛善战的后金兵也胆怯了，他们也怕死，进攻队形出现混乱。努尔哈赤大怒，亲自到阵前督战。但军心散了，队伍不好带了，努尔哈赤被迫下令停止攻城，第二天不得不撤围而去。

努尔哈赤虽然走了，但并未走远。他只是改变了攻击方向，眼见宁远实在难攻，他就把目标锁定在了不远处的觉华岛。

觉华岛的重要性不亚于宁远。觉华岛是明军在辽西海上囤积粮料的重要基地，宁远城的补给靠的就是觉华岛，岛上有7000明军水师驻守，还有7000商民在上面居住。

觉华岛明军水师的任务是配合陆军助攻，水陆并进收复辽东失地；还有就是策应宁远守军，彼此呼应。另外，水师还可以直接渡海从三岔河口进攻后金腹地，烧毁浮桥，堵住后金军的退路。当然这只是当初的设想。而觉华岛作为宁远的补给仓库，囤积着大量粮食、军械，守护这些粮食、军械也是水师的事。

当天夜里，努尔哈赤一面派兵继续围攻宁远，一面将主力悄悄转移，准备登岛作战。

努尔哈赤没有水师，但此时辽东天寒地冻，海面上结成了厚厚的冰，人马不用船摆渡，直接走过去就行，这就是努尔哈赤总是选在冬天出兵的原因。

宁远开战后，觉华岛守军也没闲着，7000明军在守将金冠的带领下冒着刺骨的寒风在漫天风雪中日夜不停地凿冰。明军围绕觉华岛凿开的冰壕防线长达15里。但是，天气太冷，凿开的冰，没过多久就又冻住了，明军不得不反复凿冰，因为长时间在冰冷刺骨的海水冰块间劳作不得休息，很多士兵的手指都被冻掉了。明军尽了最大的努力，但也无法挡住踏冰而来的后金铁骑。

正月二十六日，天降大雪，寒风彻骨，天气奇冷，而此时明军的冰壕已被彻底冻住，起不了作用。后金军派出的斥候在确认人马可以在冰上安全通行后，数万后金骑兵马踏坚冰顺利冲上觉华岛，7000缺乏铠甲兵器的明军水师与数万身披重甲的八旗铁骑进行了殊死的搏斗，经过一个昼夜的厮杀，7000明军全部战死，岛上的7000商民也被尽数屠杀。

努尔哈赤在觉华岛的屠杀是纯粹的泄愤，气急败坏的他想用屠杀掩盖他的失败，但他毕竟还是失败了。回到沈阳的努尔哈赤依然很郁闷，对众多贝勒说，我自25岁起兵以来，从未打过败仗，却唯独没能攻下宁远。

努尔哈赤很难过，因为之前打得太顺了，就因为过于顺利，他有点飘飘然了，突然跌了一个大跟头，他受不了。

努尔哈赤抑郁了，明朝人却很开心。

宁远大捷的消息传到京师，人们奔走相告，喜悦之情溢于言表，朝廷上下喜气洋洋，天启皇帝也是长长松了一口气。开战以来，这位皇帝听到的几乎都是败报，想必压力不小。背负压力仅次于皇帝的就是兵部尚书了。所以，兵部尚书王永光得到宁远大捷的消息也十分振奋，很是感慨地说：“辽东用兵以来，各城望风奔溃，8年了，终于让敌人也尝到了失败的滋味。”

宁远之战是明军坚城大炮守城的经典之战，但也是当时明军野战不如后金的被迫选择。1万明军对阵6万后金军，能够守住，杀敌数千，可以说是一场名副其实的胜利。相比之下，沈阳只守了两天、辽阳3天沦陷。这两座城都是重兵防守，尤其是辽阳兵力甚至超过敌人，也轻易失守。有了这些比较，就不难理解朝廷上下为什么认为宁远守城战是一场胜利了。

诚然，宁远保卫战从战果上说仅仅是一场小胜，“大捷”有些言过其实，但这也要结合当时的局势看，在明军屡遭挫败，损兵折将的情势下，袁崇焕能孤军守住宁远，说是胜利并不过分。有一些人攻击袁崇焕，揭露所谓宁远之战的真相。其实，真相很清楚。

明朝确实夸大了宁远之战的作用，事实上，明朝君臣对宁远战况心知肚明，之所以夸大宣传，只是出于鼓舞士气、振奋民心的需要。站在明朝的角度去考虑就不难明白，自萨尔浒大战之后，明军又经历了清河之战、开原铁岭之战、沈阳之战、辽阳之战、广宁之战。全是败仗，还都是大败。明军需要一场胜利，朝廷需要一场胜利，大明百姓更需要一场胜利。

广宁之战后，明军更是一路退回了山海关，后来是在孙承宗的坚持下，明军才又恢复了在辽西走廊的布防。孙承宗走后，高第又想逃，如果不是袁崇焕坚守宁远，努尔哈赤杀到山海关就只是时间问题。而袁崇焕独守孤城，硬是挡住了后金军，化解了一场危机，守住了宁远，保住了山海关，也就是保护了北京，保卫了大明。

夸大宁远之战是政治需要，军事要服从政治。

觉华岛的挫败也是事实，而刻意淡化觉华岛的牺牲也是政治需要，明朝军民已经听到了太多的屠城杀戮，很多辽东军民仍未走出失败的阴影，他们甚至感觉从辽东吹来的风都是带有血腥味的。在这种情势下，再说觉华岛的惨烈，只会加重民众的恐慌情绪，宣传后金的不可战胜，那就是给敌人做宣传了。显然，明朝君臣没那么蠢，不会做那种傻事。